32地震作用

1地震波：⑴体波:①纵波: P波，由震源向外传递的压缩波，速度快，产生颠簸。

v n=1.67v s ②横波: S波，是由震源向外传递的剪切波,其质点的运动方向与波的前进方向相垂直，速度稍慢，产生摇晃。

⑵面波:有勒夫波和瑞利波，vR=vL=0. 9vs，能量大,破坏大，产生颠簸摇晃。

2地震烈度:某一地点地面震动的强烈程度，由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。

现在主要由地面震动的速度和加速度确定。

3我国(抗震规范)顺应国际潮流.提出了“三水准"的抗震设防目标。

第一水准:当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震(或称小震)影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。

第二水准:当遭受相当于本地区设防烈度的地震(或称中震)影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用。

第三水准:当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震(或称大震)影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。

概括起来，“三水准”抗震设防目标的通俗说法是：“小震不坏,中震可修，大震不倒。

”这三个烈度水准分别对应于多遇烈度,基本烈度和罕遇烈度。

4①建筑抗震设防分类特殊设防类:指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类eg:人民大会堂。

重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类eg：长江大坝。

标准设防类:指大量的除甲类、乙类、丁类以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类eg：学校等普通建筑。

适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类。

eg:仓库（储存粮食等非生命的）②建筑抗震设防标准标准设防类(丙类建筑):应按本地区抗震设防烈度确定抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于本地区抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。

建筑结构抗震复习题一、判断题1.振型分解反应谱法既适用于弹性体系，也可用于弹塑性体系X2.结构的刚心就是地箴惯性力合力作用点的位置X3.受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减小V4.结构的重力荷载代表值等于竖向荷载加上各可变荷载组合值。

X5.箴源到震屮的垂直距离称为震中距。

X6.对应于一次地震，震级只有一个，烈度也只有一个。

X7.横波一般周期较长，振幅较大，引起地面水平方向的运动。

J8.采用底部剪力法时，突出屋而的屋顶件，由于刚度突变、质量突变，英地震作用的效应乘以增大系数3,此增大部分应向下传递。

X9.采用底部剪力法时，突岀屋而的屋顶件，由于刚度突变、质量突变，英地震作用的效应乘以增大系数3,此增大部分应向下传递。

X10•地震波的传播速度，以横波最快，面波次之，纵波最慢。

X11.横波只能在固态物质屮传播丿12.设防烈度为8度和9度的高层建筑应考虑竖向地震作用X13.众值烈度比基本烈度小1.55度，罕遇烈度比基本烈度大1.55度X14在进行抗丧设计时，结构平而凹进的一侧尺寸为其相应宽度的20%时，认为是规则的J15.地震波的传播速度，以横波最快，而波次之，纵波最慢.X16.在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝上结构房屋的丧害要严重。

X17.钢筋混凝上框架柱的轴压比越大，抗震性能越好。

X18.场地特征周期与场地类别和地震分组有关。

X19.受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减小。

V20.选择结构的自振周期应尽可能接近场地卓越周期。

X21.根据液化指数，将液化等级分为三个等级。

J22.质疑和刚度明显不对称、不均匀的结构，应考虑水平地箴作用的扭转影响23.地震作用对软土的承载力彫响较小，丄越软，在地震作用下的变形就越小。

X24.结构的重力荷载代表值等于竖向荷载加上各可变荷载组合值。

X25.采用底部剪力法时，突岀屋而的屋顶件，由于刚度突变、质量突变，其地震作用的效应乘以增大系数3,此增大部分应向下传递。

32级地震有多可怕
32级地震的威力相当于一颗月球大小的核弹发生爆炸，而月球的体积又等于多少多少个人类的核弹呢？只能说数目非常非常非常的庞大，这么大的核弹爆炸的威力足以毁掉整个太阳系，释放出来的能量比太阳燃烧15年的能量还要多，也就是说，要是发生了32级地震不仅人类会灭亡，太阳系也会从宇宙消失。

地球上发生的最大地震是发生于1960年5月21日下午3时的智力地震，震级为9.5级，这次地震的危害有多大呢？地震波及的范围有40万平方公里，要知道韩国的国土面积才10万平方公里，瓦尔的维亚城被淹没，200万人无家可归。

而且接下来的半个多月，还发生了30多次余震，其中7级以上的就多达7次，最后还引发了世界上最严重的海啸，波及多个国家！。

第七章地震地质作用地震是地球内部能源（动力来源于地球内部）的一种自然现象。

属内动力地质作用的一种类型。

§1. 基本概念一、 基本术语地震 —— 地壳的机械颤动（振动）。

震源 —— 振动的发源点，能量的发源点。

震中 —— 震源在地表投射点。

震源深度 —— 震源至震中的距离。

震源距 —— 震源至地震接收（观测）站的距离。

震中距 —— 震中至地震接收（观测）站的距离。

地震序列 —— 前震 + 主震 + 余震在一个地区相继发生的并在成因上有联系的一系列大小地震（主震型、多震型、单发型）。

地震这一自然现象是极其频繁的，每年500万次，但大多数是属无感地震（>4级有感）7级以上灾难性给人类带来具大危害，1976.7.22日唐山地震20余万人死亡城市毁灭。

海底地震称海啸。

二、 地震类型构造地震火山地震——火山活动，喷发气体冲击力，仅影响火山附近陷落地震——岩溶**塌陷，人为塌陷等三、地震波岩石的振动以弹性波的方式向周围传播——地震波地震波涉及的范围为地震波及范围。

四、地震强度1.地震级——衡量地震绝对强度的级别。

与地震释放的能量大小有关，能量大，地震级越高。

按照地震震源地放出的能量多少来衡量地震的等级。

地震级是一个绝对的等级，仅与放出的能量有关，释放的能量越大，震级越高。

每次地震只有一个震级。

现在一般采用理氏地震级，取震中距离100公里处，标准地震仪所记录的地震波最大振幅值的对数。

振幅值单位μm 。

例如，某次记录的最大振幅值为105um地震级=5级，地震级与释入的能量之间有这样的对数关系：LogE = 11.8 + 1.5 ME ——能量（震源释入的总能量）尔格M ——地震级震级相差一级，能量相差32倍。

理氏地震级——震中距100km处，由标准地震仪测量的地震波振幅的对数值，当前国际上常用。

目前已发生记载的震级为8.9级（1960.智利）能量1.4*1025尔格。

地球上每年发生的地震约５百万次，但绝大多数轻微，震级小的无感地震，而每年灾难性的地震只有1-2次。

地震作用地震作用是现代地壳运动的一种特殊表现。

也是当今最为常见的一种地质现象。

什么是地震—就是由于地应力的突然释放或其它能量引起地壳的快速颤动的现象，称为地震。

是现代地壳运动的一种特殊表现，是极为常见的地质现象。

据统计，全世界每年平均发生地震500万次，但绝大多数是人们感觉不到的，只有借助灵敏的地震仪擦能观测到。

7级以上破坏性地震每年约20次，而且通常在少数地区发生。

地震除了发生在陆地上以外，也可发生在海洋里，伴随高达十几米的海浪形成海啸。

可使海底地形起伏高低变化，也可把海底的电缆折断。

地震给人们带来巨大的灾难，所以对地震的研究是对人类生活的安全具有现实意义（2006年马来西亚海啸）一、震源、震中地震时，地下深处发源地震的地方，称为震源。

震源是地壳运动所聚集的能量的释放地方。

震源在地表上的垂直投影点叫震中，也称震中区，也是地震破坏最强烈的地区。

从震中到震源的距离，叫震源深度。

按震源深度把地震分为：浅源地震、中源地震和深源地震三种类型。

浅源地震（0-70km）分布最广，占地震总数的72.5%，其中震源在30km 以内的居多数。

中源地震（70-300km）占地震总数23.5%。

深源地震（300-700km）较少，只占地震总数的4%，目前已知最大的深源地震达720km，我国绝大多数地震均属浅源地震，唐山地震（1972年）震源深度13km ，中源、深源地震多见于喜马拉雅山及东北.鸡西等地。

二、震级与烈度1、震级是指地震能量大小的等级。

一次地震只有一个震级发生在地震时，从震源释放出来的弹性波能量越大，震级越大，震级和能量不是简单的比列关系而是“对数关系”，就是震级差一级，而能量约差32倍（lgE）。

例如一次8.5级地震能量是（3.6×1017J），相当于1×106kw（即100万kw）的大型发电厂连续十年的发电量总和。

2、地震烈度：地震烈度就是指地震时地面建筑物的影响或破坏程度。

地震的烈度与震级大小、震中距和震源深度有关，震级越大，震中区烈度越大，同一次地震，离震中区越近，烈度越大。

中华人民共和国行业标准SL203-97水工建筑物抗震设计规范Specificatins for seismic design of hydraulic structures1997-08-04发布1997-10-01实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准主编单位：中国水利水电科学研究院批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：1997年10月1日中华人民共和国水利部关于发布《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97的通知水科技［1997］439号根据部水利水电技术标准制定,修订计划,由水利水电规划设计总院主持,以中国水利水电科学研究院为主编单位修订的《水工建筑物抗震设计规范》,经审查批准为水利行业标准,现予以发布.标准的名称和编号为：SL203-97.原《水工建筑物抗震设计规范》SDJ10-78同时废止. 本标准自1997年10月1日起实施.在实施过程中各单位应注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释.本标准文本由中国水利水电出版社出版发行.一九九七年八月四日前言本规范是根据原能源部,水利部水利水电规划设计总院(91)水规设便字第35号文的通知,由中国水利水电科学研究院会同有关设计研究院和高等院校对原水利电力部于1978年发布试行的SDJ10-78《水工建筑物抗震设计规范》进行修订而成.本规范在修订过程中,主编单位会同各协编单位开展了广泛的专题研究,调查总结了近年来国内外大地震的经验教训,吸收采用了地震工程新的科研成果,考虑了我国的经济条件和工程实际,提出修订稿后,在全国广泛征求了有关设计,施工,科研,教学单位及管理部门和有关专家的意见,经过反复讨论,修改和试设计,最后由电力工业部水电水利规划设计管理局会同水利部水利水电规划设计管理局组织审查定稿.本规范为强制性行业标准,替代SDJ10-78.本规范共分11章和1个标准的附录.这次修订的主要内容有：进一步明确了规范适用的烈度范围,水工建筑物等级和类型,并扩大了建筑物类型和坝高的适用范围；提出了对重要水工建筑物进行专门的工程场地地震危险性分析以确定地震动参数的要求,并给出了相应的设防概率水准；增加了场地分类标准,并相应修改了设计反应谱；改进了地基中可液化土的判别方法和抗液化措施；根据1994年国家批准发布的GB50199-94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的原则和要求,在保持规范连续性的条件下,区别不同情况,把各类主要水工建筑物的抗震计算从定值安全系数法向分项系数概率极限状态的体系"转轨,套改",并给出了各类水工建筑物相应的结构系数；采用了对混凝土水工建筑物以计入结构,地基和库水相互作用的动力法为主和拟静力法为辅的抗震计算方法,对土石坝采用按设计烈度取相应动态分布系数的拟静力抗震计算方法；在编写的格局上改为按水工建筑物类型分章,各章分别给出抗震计算和抗震措施,并补充了内容.希望有关单位在执行本规范的过程中,结合工程实际,注意总结经验和积累资料,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交归口管理单位,以便今后再次修订时考虑.本规范由原能源部,水利部水利水电规划设计总院提出修订.本规范由水利部水利水电规划设计管理局归口.本规范解释单位：水利部水利水电规划设计管理局本规范修订主编单位：中国水利水电科学研究院本规范修订协编单位：电力工业部昆明勘测设计研究院,电力工业部西北勘测设计研究院,上海市水利工程设计研究院,大连理工大学,河海大学.本规范主要起草人：陈厚群,侯顺载,郭锡荣,苏克忠,王钟宁,杨佳梅,卫明,林皋,方大凤,黄家森,李瓒,梁爱虎,武清玺,王锡忠,师接劳目次1总则2术语,符号2.1术语2.2基本符号3场地和地基3.1场地3.2地基4地震作用和抗震计算4.1地震动分量及其组合4.2地震作用的类别4.3设计地震加速度和设计反应谱4.4地震作用和其它作用的组合4.5结构计算模式和计算方法4.6水工混凝土材料动态性能4.7承载能力分项系数极限状态抗震设计4.8附属结构的抗震计算4.9地震动土压力5土石坝5.1抗震计算5.2抗震措施6重力坝6.1抗震计算6.2抗震措施7拱坝7.1抗震计算7.2抗震措施8水闸8.1抗震计算8.2抗震措施9水工地下结构9.1抗震计算9.2抗震措施10进水塔10.1抗震计算10.2抗震措施11水电站压力钢管和地面厂房11.1压力钢管11.2地面厂房附录A土石坝的抗震计算1总则1.0.1为做好水工建筑物的抗震设计,减轻地震破坏及防止次生灾害,特制定本规范.1.0.2适用范围：1主要适用于设计烈度为6,7,8,9度的1,2,3级的碾压式土石坝,混凝土重力坝,混凝土拱坝,平原地区水闸,溢洪道,地下结构,进水塔,水电站压力钢管和地面厂房等水工建筑物的抗震设计.2设计烈度为6度时,可不进行抗震计算,但对1级水工建筑物仍应按本规范采取适当的抗震措施.3设计烈度高于9度的水工建筑物或高度大于250m的壅水建筑物,其抗震安全性应进行专门研究论证后,报主管部门审查,批准.1.0.3按本规范进行抗震设计的水工建筑物能抗御设计烈度地震；如有局部损坏,经一般处理后仍可正常运行.1.0.4水工建筑物工程场地地震烈度或基岩峰值加速度,应根据工程规模和区域地震地质条件按下列规定确定：1一般情况下,应采用《中国地震烈度区划图(1990)》确定的基本烈度.2基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程,以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大(1)型工程,应根据专门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度超越概率成果,按本规范1.0.6的规定取值.1.0.5水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表1.0.5的规定确定.表1.0.5工程抗震设防类别1.0.6各类水工建筑物抗震设计的设计烈度或设计地震加速度代表值应按下列规定确定：1一般采用基本烈度作为设计烈度.2工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,可根据其遭受强震影响的危害性,在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度.3凡按本规范1.0.4作专门的地震危险性分析的工程,其设计地震加速度代表值的概率水准,对壅水建筑物应取基准期100年内超越概率P100为0.02,对非壅水建筑物应取基准期50年内超越概率P50为0.05.4其它特殊情况需要采用高于基本烈度的设计烈度时,应经主管部门批准.5施工期的短暂状况,可不与地震作用组合；空库时,如需要考虑地震作用时,可将设计地震加速度代表值减半进行抗震设计.坝高大于100m,库容大于5亿m3的水库,如有可能发生高于6度的水库诱发地震时,应在水库蓄水前就进行地震前期监测.1.0.8水工建筑物的抗震设计宜符合下列基本要求：1结合抗震要求选择有利的工程地段和场地.2避免地基和邻近建筑物的岸坡失稳.3选择安全经济合理的抗震结构方案和抗震措施.4在设计中从抗震角度提出对施工质量的要求和措施.5便于震后对遭受震害的建筑物进行检修.重要水库宜设置泄水建筑物,隧洞等,保证必要时能适当地降低库水位.1.0.9设计烈度为8,9度时,工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,应进行动力试验验证,并提出强震观测设计,必要时,在施工期宜设场地效应台阵,以监测可能发生的强震；工程抗震设防类别为乙类的水工建筑物,宜满足类似要求.1.0.10引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中应用而构成本标准的条文.在标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修改,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性. GBJ11-89建筑抗震设计规范GB50199-94 水利水电工程结构可靠度设计统一标准SL/T191-96 水工混凝土结构设计规范SDJ12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区,丘陵区部分)SDJ21-78 混凝土重力坝设计规范SD133-84 水闸设计规范SD134-84 水工隧洞设计规范SD144-85 水电站压力钢管设计规范SD145-85 混凝土拱坝设计规范SDJ217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原,海滨部分)SDJ218-84 碾压式土石坝设计规范SD303-88 水电站进水口设计规范SD335-89 水电站厂房设计规范按本规范进行水工建筑物抗震设计时,尚应符合有关标准,规范的要求.同级行业标准规范中,有关水工建筑物抗震方面的规定不符合本规范的,应以本规范为准.2术语,符号2.1术语2.1.1抗震设计：地震区的工程结构所进行的一种专项设计.一般包括抗震计算和抗震措施两个方面.2.1.2基本烈度：50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇超越概率P50为0.10的地震烈度.一般为《中国地震烈度区划图(1990)》上所标示的地震烈度值,对重大工程应通过专门的场地地震危险性分析工作确定.设计烈度：在基本烈度基础上确定的作为工程设防依据的地震烈度.2.1.4水库诱发地震：由于水库蓄水或大量泄水而引起库区及附近发生的地震.2.1.5地震动：由地震引起的岩土运动.2.1.6地震作用：地震动施加于结构上的动态作用.2.1.7地震动峰值加速度：地震动过程中,地表质点运动加速度的最大绝对值.2.1.8设计地震加速度：由专门的地震危险性分析按规定的设防概率水准所确定的,或一般情况下与设计烈度相对应的地震动峰值加速度.2.1.9地震作用效应：地震作用引起的结构内力,变形,裂缝开展等动态效应.2.1.10地震液化：地震动引起的饱和砂土,粉土和少粘性土颗粒趋于紧密,孔隙水压力增大,有效应力趋近于零的现象.2.1.11设计反应谱：抗震设计中所采用的一定阻尼比的单质点体系,在地震作用下的最大加速度反应随体系自振周期变化的曲线,一般以其与地震动最大峰值加速度的比值表示.2.1.12动力法：按结构动力学理论求解结构地震作用效应的方法.2.1.13时程分析法：由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分,求得整个时间历程内结构地震作用效应的方法.2.1.14振型分解法：先求解结构对应其各阶振型的地震作用效应后,再组合成结构总地震作用效应的方法.各阶振型效应用时程分析法求得后直接叠加的称振型分解时程分析法,用反应谱法求得后再组合的称振型分解反应谱法.2.1.15平方和方根(SRSS)法：取各阶振型地震作用效应的平方总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法.2.1.16完全二次型方根(CQC)法：取各阶振型地震作用效应的平方项和不同振型耦联项的总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法.2.1.17地震动水压力：地震作用引起的水体对结构产生的动态压力.2.1.18地震动土压力：地震作用引起的土体对结构产生的动态压力.2.1.19拟静力法：将重力作用,设计地震加速度与重力加速度比值,给定的动态分布系数三者乘积作为设计地震力的静力分析方法.2.1.20地震作用的效应折减系数：由于地震作用效应计算方法的简化而引入的对地震作用效应进行折减的系数.2.1.21自振周期：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间.对应于第-振型的自振周期称基本自振周期.2.2基本符号2.2.1作用和作用效应：ah---水平向设计地震加速度代表值；a v---竖向设计地震加速度代表值；g---重力加速度；Pw(h)---水深h处的地震动水压力代表值；F 0---建筑物单位宽度迎水面的总地震动水压力代表值；Fi---作用在质点i的水平向地震惯性力的代表值；F E---地震主动动土压力代表值；G E---产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值；T i---质点i的动态分布系数；β---设计反应谱；ζ---地震作用的效应折减系数.2.2.2材料性能和几何参数：a k---几何参数的标准值；f k---材料性能的标准值；N63.5---标准贯入锤击数；N cr---临界锤击数；ρw---水体质量密度的标准值.2.2.3分项系数极限状态设计：E k---地震作用的代表值；G k---永久作用的标准值；Q k---可变作用的标准值；R---结构的抗力；S---结构的作用效应；γ0---结构重要性系数；γρ---承载能力极限状态的结构系数；γm---材料性能的分项系数；γG ---永久作用的分项系数；γQ---可变作用的分项系数；ψ---设计状况系数.2.2.4其他：T---结构自振周期；T g---特征周期；λf ---附属结构和主体结构的基本频率比值；λm---附属结构和主体结构质量比值.3场地和地基3.1场地3.1.1水工建筑物的场地选择,应在工程地质勘察和专门工程地质研究的基础上,按构造活动性,边坡稳定性和场地地基条件等进行综合评价.可按表3.1.1划分为有利,不利和危险地段.宜选择对建筑物抗震相对有利地段,避开不利地段,未经充分论证不得在危险地段进行建设.表3.1.1各类地段的划分水工建筑物开挖后的场地土类型,宜根据土层剪切波速,按表3.1.2划分.3.1.3场地类别应根据场地土类型和场地覆盖层厚度划分为四类,并宜符合表3.1.3的规定.s sm盖层厚度的各土层剪切波速,按土层厚度加权的平均值.表3.1.3场地类别的划分3.1.4在水工建筑物场地范围内,岩体结构复杂,有软弱结构面或夹泥层不利组合,边坡稳定条件较差时,应查明在设计烈度的地震作用下不稳定边坡的分布,估计可能的危害程度,提出处理措施.3.2地基3.2.1水工建筑物地基的抗震设计,应综合考虑上部建筑物的型式,荷载,水力,运行条件,以及地基和岸坡的工程地质,水文地质条件.对于坝,闸等壅水建筑物的地基和岸坡,应要求在设计烈度的地震作用下不发生失稳破坏和渗透破坏,避免产生影响建筑物使用的有害变形.3.2.2水工建筑物的地基和岸坡中的断裂,破碎带及层间错动等软弱结构面,特别是缓倾角夹泥层和可能发生泥化的岩层,应根据其产状,埋藏深度,边界条件,渗流情况,物理力学性质以及建筑物的设计烈度,论证其在设计烈度的地震作用下不致发生失隐和超过允许的变形,必要时应采取抗震措施.3.2.3地基中液化土层的判别,可按《水利水电工程地质勘察规范》中的有关规定进行评价. 3.2.4地基中的可液化土层,可根据工程的类型和具体情况,选择采用以下抗震措施：1挖除可液化土层并用非液化土置换；2振冲加密,重夯击实等人工加密的方法；3填土压重；4桩体穿过可液化土层进入非液化土层的桩基；5混凝土连续墙或其它方法围封可液化地基.3.2.5重要工程地基中的软弱粘土层,应进行专门的抗震试验研究和分析.一般情况下,地基中的软弱粘土层的评价可采用以下标准：1液性指数I L≥0.75；2无侧限抗压强度q u≤50kPa；3标准贯入锤击数N63.5≤4；4灵敏度S t≥4.3.2.6地基中的软弱粘土层,可根据建筑物的类型和具体情况,选择采用以下抗震措施：1挖除或置换地基中的软弱粘土；2预压加固；3压重和砂井排水；4桩基或复合地基.3.2.7水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排水反滤结构等,应采取措施防止地震时产生危害性裂缝引起渗流量增大,或发生管涌,流土等险情.3.2.8岩土性质,厚度等在水平方向变化很大的不均匀地基,应采取措施防止地震时产生较大的不均匀沉陷,滑移和集中渗漏,并采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉陷能力的措施.4地震作用和抗震计算4.1地震动分量及其组合4.1.1一般情况下,水工建筑物可只考虑水平向地震作用.4.1.2设计烈度为8,9度的1,2级下列水工建筑物：土石坝,重力坝等壅水建筑物,长悬臂,大跨度或高耸的水工混凝土结构,应同时计入水平向和竖向地震作用.4.1.3严重不对称,空腹等特殊型式的拱坝,以及设计烈度为8,9度的1,2级双曲拱坝,宜对其竖向地震作用效应作专门研究.4.1.4一般情况下土石坝,混凝土重力坝,在抗震设计中可只计入顺河流方向的水平向地震作用. 两岸陡坡上的重力坝段,宜计入垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.5重要的土石坝,宜专门研究垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.6混凝土拱坝应同时考虑顺河流方向和垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.7闸墩,进水塔,闸顶机架和其它两个主轴方向刚度接近的水工混凝土结构,应考虑结构的两个主轴方向的水平向地震作用.4.1.8当同时计算互相正交方向地震的作用效应时,总的地震作用效应可取各方向地震作用效应平方总和的方根值；当同时计算水平向和竖向地震作用效应时,总的地震作用效应也可将竖向地震作用效应乘以0.5的遇合系数后与水平向地震作用效应直接相加.4.2地震作用的类别4.2.1一般情况下,水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用为：建筑物自重和其上的荷重所产生的地震惯性力,地震动土压力,水平向地震作用的动水压力.4.2.2除面板堆石坝外,土石坝的地震动水压力可以不计.4.2.3地震浪压力和地震对渗透压力,浮托力的影响可以不计.4.2.4地震对淤沙压力的影响,一般可以不计,此时计算地震动水压力的建筑物前水深应包括淤沙深度；当高坝的淤沙厚度特别大时,地震对淤沙压力的影响应作专门研究.4.3设计地震加速度和设计反应谱4.3.1除按1.0.6规定的概率水准由专门的地震危险性分析确定水平向设计地震加速度代表值a h 外,其余应根据设计烈度按表4.3.1的规定取值.表4.3.1水平向设计地震加速度代表值a h设计烈度7 8 9a h0.1g 0.2g 0.4g注：g＝9.81m/s24.3.2竖向设计地震加速度的代表值a v应取水平向设计地震加速度代表值的2/3.4.3.3设计反应谱应根据场地类别和结构自振周期T按图4.3.3采用.4.3.4各类水工建筑物的设计反应谱最大值的代表值βmax应按表4.3.4的规定取值.图4.3.3设计反应谱表4.3.4设计反应谱最大值的代表值βmax建筑物类型重力坝拱坝水闸,进水塔及其他混凝土建筑物βmax 2.00 2.50 2.254.3.5设计反应谱下限值的代表值βmin应不小于设计反应谱最大值的代表值的20%.4.3.6不同类别场地的特征周期T g应按表4.3.6的规定取值.表4.3.6特征周期T g场地类别ⅠⅡⅢⅣT g (s) 0.20 0.30 0.40 0.654.3.7设计烈度不大于8度且基本自振周期大于1.0s的结构,特征周期宜延长0.05s.4.4地震作用和其他作用的组合4.4.1一般情况下,作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位；多年调节水库经论证后可采用低于正常蓄水位的上游水位.4.4.2土石坝的上游坝坡抗震稳定计算,应根据运用条件选用对坝坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震计算.4.4.3土石坝的上游坝坡抗震稳定计算,需要时,应将地震作用和常遇的水位降落幅值组合.4.4.4重要的拱坝及水闸的抗震强度计算,宜补充地震作用和常遇低水位组合的验算.4.5结构计算模式和计算方法4.5.1各类水工建筑物抗震计算中,地震作用效应的计算模式应与相应设计规范规定的计算模式相同.4.5.2除了窄河谷中的土石坝和横缝经过灌浆的重力坝外,重力坝,水闸,土石坝均可取单位宽度或单个坝(闸)段进行抗震计算. 4.5.3各类工程抗震设防类别的水工建筑物,除土石坝,水闸应分别按第5,8章规定外,地震作用效应计算方法应按表4.5.3的规定采用.其中工程抗震设防类别为乙,丙类的水工建筑物,其地震作用效应的计算方法,应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用. 4.5.4采用动力法计算地震作用效应时,应考虑结构和地基的动力相互作用,与水体接触的建筑物,还应考虑结构和水体的动力相互作用,但可不计库水可压缩性及地震动输入的不均匀性. 表4.5.3 地震作用效应的计算方法4.5.5作为线弹性结构的混凝土建筑物,可采用振型分解反应谱法或振型分解时程分析法,此时,拱坝的阻尼比可在3%~5%范围内选取,重力坝的阻尼比可在5%~10%范围内选取,其他建筑物可取5%. 4.5.6采用振型分解反应谱法计算地震作用效应时,可由各阶振型的地震作用效应按平方和方根法组合.当两个振型的频率差的绝对值与其中一个较小的频率之比小于0.1时,地震作用效应宜采用完全二次型方根法组合：∑∑=mjjim iE SS S ρ (4.5.6-1)()()()()222222/341418ωωωωωωγζζγγζζγγζγζζζρj i j ij i j i ij ++++-+=(4.5.6-2)式中：S E ---地震作用效应；S i ,S j ---分别为第i 阶,第j 阶振型的地震作用效应； m---计算采用的振型数；ρij ---第i 阶和第j 阶的振型相关系数；ζi ,ζj ---分别为第i 阶,第j 阶振型的阻尼比； γω---圆频率比, γω＝ωj /ωi ；ωi , ωj ---分别为第i 阶,第j 阶振型的圆频率. 4.5.7地震作用效应影响不超过5%的高阶振型可略去不计.采用集中质量模型时,集中质量的个数不宜少于地震作用效应计算中采用的振型数的4倍. 4.5.8采用时程分析法计算地震作用效应时,宜符合下列规定：1 应至少选择类似场地地震地质条件的2条实测加速度记录和1条以设计反应谱为目标谱的人工生成模拟地震加速度时程；2 设计地震加速度时程的峰值应按4.3.1或1.0.6的规定采用；3 不同地震加速度时程计算的结果应进行综合分析,以确定设计验算采用的地震作用效应. 4.5.9当采用拟静力法计算地震作用效应时,沿建筑物高度作用于质点i 的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：F i ＝a h ζG Ei a i /g (4.5.9)式中 F i ---作用在质点i 的水平向地震惯性力代表值； a---地震作用的效应折减系数,除另有规定外,取0.25； G Ei ---集中在质点i 的重力作用标准值；T i ---质点i 的动态分布系数,应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用； g---重力加速度.4.6 水工混凝土材料动态性能 4.6.1除水工钢筋混凝土结构外的混凝土水工建筑物的抗震强度计算中,混凝土动态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态标准值提高30%；混凝土动态抗拉强度的标准值可取为动态抗压强度标准值的8%. 4.6.2在混凝土水工建筑物的抗震稳定计算中,动态抗剪强度参数的标准值可取静态标准值,当采用拟静力法计算地震作用效应时,应取静态均值. 4.6.3各类极限状态下的材料动态性能的分项系数可取静态作用下的值. 4.7 承载能力分项系数极限状态抗震设计 4.7.1各类水工建筑物的抗震强度和稳定应满足下列承载能力极限状态设计式()⎪⎪⎭⎫⎝⎛≤k m k d k k E k Q k G a f R a E Q G S ,1,,,,0γγγγγψγ (4.7.1)式中：γ0---结构重要性系数,应按GB50199-94的规定取值； j---设计状况系数,可取0.85； S(·)---结构的作用效应函数； γG ---永久作用的分项系数； G k ---永久作用的标准值； γQ ---可变作用的分项系数； Q k ---可变作用的标准值；γE ---地震作用的分项系数,取1.0； E k ---地震作用的代表值； a k ---几何参数的标准值；γd---承载能力极限状态的结构系数； R(·)---结构的抗力函数； f k---材料性能的标准值； γm ---材料性能的分项系数. 4.7.2各类水工建筑物在地震作用下应验算的极限状态及其相应的结构系数,均应按本规范相应建筑物章节中的有关规定采用.。

地震发生时，由震源发出的地震波传至地表岩土体，迫使其振动，由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明显而突出，使地震记录图上的这种波记录得多而好。

这种周期即为该岩土体的特征周期，也叫做卓越周期。

由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使长周期的波尤为卓越。

卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。

巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。

2. 几种周期及相关概念自振周期T：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间，是结构本身的动力特性，与结构的高度H、宽度B有关。

基本周期T1:是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。

基本振型：单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型：任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。

而对建筑结构而言，有时又称为主振型，一般是指每个主轴方向以平动为主的第一振型。

高阶振型：相对于低阶振型而言。

一般来说，低阶振型对结构振动的影响要大于高阶振型的影响。

对一般较规则的建筑物，选择的振型个数可以取其地震作用计算时的质点数（大多数情况下为楼层数），若质点数较多时，根据计算结果可以只取前几个振型（即低阶振型）进行叠加。

特征周期Tg：即建筑场地自身的周期，是建筑物场地的地震动参数，在地震影响系数曲线中，水平段与下降段交点的横坐标，反映了地震震级，震源机制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影响，同时也反映了场地的特性；如软弱土层的厚度，类型等场地类别等。

在抗震设计规范中，设计特征周期Tg与场地类别有关：场地类别越高（场地越软），Tg越大；地震震级越大、震中距离越远，Tg越大。

水平地震作用计算方法水平地震作用是指地震引起的水平振动力对结构物体的作用，是地震工程设计中需要重点考虑的问题之一。

合理准确地计算水平地震作用对结构的影响，对于保障结构的安全性至关重要。

下面将介绍水平地震作用的计算方法。

首先，水平地震作用的计算需要明确地震力的计算公式。

地震力可以通过地震动参数和结构动力特性来计算，常用的地震力计算公式包括地震作用下结构的等效静力法、响应谱法和时程分析法。

等效静力法适用于简单结构，通过静力平衡原理计算地震作用；响应谱法适用于中等复杂结构，通过地震反应谱和结构的振动特性计算地震作用；时程分析法适用于复杂结构，通过结构的时程响应计算地震作用。

其次，水平地震作用的计算还需要考虑结构的动力特性。

结构的动力特性包括结构的固有周期、阻尼比和振型等参数，这些参数对于地震作用的计算具有重要影响。

在计算水平地震作用时，需要准确确定结构的动力特性，以保证计算结果的准确性。

另外，水平地震作用的计算还需要考虑结构的受力性能。

结构的受力性能包括结构的强度、刚度和耗能能力等参数，这些参数对于结构在地震作用下的受力性能具有重要影响。

在计算水平地震作用时，需要充分考虑结构的受力性能，以保证结构在地震作用下的安全性。

最后，水平地震作用的计算还需要考虑结构的变形性能。

结构的变形性能包括结构的变形能力、变形限制和变形控制等参数，这些参数对于结构在地震作用下的变形性能具有重要影响。

在计算水平地震作用时，需要充分考虑结构的变形性能，以保证结构在地震作用下的变形控制和变形限制。

综上所述，水平地震作用的计算方法需要考虑地震力的计算公式、结构的动力特性、受力性能和变形性能等多个方面。

只有全面准确地考虑这些因素，才能保证水平地震作用的计算结果准确可靠，为结构的地震安全性提供保障。

因此，在进行水平地震作用的计算时，需要充分考虑以上因素，以保证结构在地震作用下的安全性和稳定性。