地震概论1-1

Chapter 1.地震学的研究范围和历史1.序言：1.1填空题：二十世纪全球有200w人死于地震,二十一世纪全球预估1500w人死于地震,每年约有500w次,20世纪以来我国发生了800多次6级以上的地震，平均每年史次；历史记载全球死亡超过20万人的地震有旻次，其中中国就有生次1.2思考题：地震是有百害而无一利的自然现象吗？答：地震有两面性，虽然是一种自然灾害，但人们对地球内部的了解主要来自地震给我们带来的信息。

地球具有不可入性，到目前为止，地震光是唯一能够穿透地球内部的波动，地震相当于一盏照亮地球内部结构的明灯。

2.什么是地震学？1.1填空题：地震概论是一门物理类课程而不是地质类课程3.地震学的研究范围和主要的研究方面：1.1填空题：地震学的研究比较广泛，主要有宏观地震学、地震波的传播理论、测震学三个大方面,后两者共称为微观地震学。

4.地震学的基本名词和概念：1.1填空题：1）某一个地震的震中距是1500公里，那么这个地震属于远震（按震中距分：地方震-100公里-近震-1000公里-远震）2）一个地震震源深度为400公里，那么这个地震称为幽地震（按深度划分：浅源-60公里-中源-300公里-深源）5.古代人类对地震的认识:1.1填空题：1）在古代，日本人认为地震是由缝鱼引起的（中国：占代鳌鱼翻身、日本：绘鱼尾巴甩、占希腊：气动说）2）古代地震史料最丰富的国家是史国3）中国古代建筑抗震智慧的精髓是以柔克刚1.2思考题：讨论题：在古代，为什么不同国家或地区的人对地震成因的看法不同？（环境不同）答：在科学不发达的过去，人们对地震的成因，往往用神话来解释。

“酷”与“年”都是为了震灾而产生。

6.地震学发展简史：1.1填空题：1）地震学一门独立的学科登上现代科学的舞台的标志是地震仪出现并且广泛使用2）1966年3月，河北邢台发生了灾害性的大地震，损失巨大，为了统一地震工作的部署和加强领导，1971年成立了国家地震局（现改名为中国地震局）3）地震学是一门相对年轻的科学，其定量研究只有100年左右的时Chapter 1.章测试1.全球每年约发生大小不等的地震500w次2.二十一世纪全球预估1500w人死于地震3.历史记载全球死亡超过20万人的地震有旻次，其中中国就有生次4.某一个地震的震中距是600公里，那么这个地震属于近震（按震中距分：地方震・100公里■近震・1000公里■远震）5.一个地震震源深度为15公里，那么这个地震称为壁地震（按深度划分：浅源-60公里-中源・300公里-深源）6.在古希腊，人们认为地震是山气引起的（中国：古代鳌鱼翻身、日本：酷鱼尾巴甩、古希腊：气动说）7.古代地震史料最丰富的国家是史国8.中国古代建筑抗震智慧的精髓是以莱克刚9.地震学是一门相对年轻的科学，其定量研究只有100年左右的时间10.1966年3月，河北邢台发生了灾害性的大地震，损失巨大，为了统一地震工作的部署和加强领导，1971年成立了国家地震局（现改名为中国地震局）1.波的性质简述:1.1填空题：1）频率为3000Hz的声波，以1560m/s的传播速度沿一波线传播, 经过波线上的A点后，再经13cm而传至B点。

地震概论整理一、一些概念与常识1.震源：地震破坏开始的地方。

2.震中：震源在地表的垂直投影。

3.震源区，震中区（极震区），震中距。

4.震级：表示地震强度，是根据地震图记录到的地震波的强弱来表征地震大小的一个标度，无量纲。

5.烈度：是描述地震破坏性的一种经验性的定性标度。

不仅与地震大小和震源深度有关，而且与观测点距震中的远近，场地条件，建筑物结构、质量和固有周期有关。

6.走时：地震射线从震源出发到达地震台所用的时间。

7.地震的分类（主要）（详见讲义p3）按成因：a.构造地震（占全球发生的天然地震的90%）。

所有危害人类的大地震都是构造地震。

b.火山地震（中国少有）。

c.诱发地震（人为）（d.陷落地震）按震源深度、震源机制、震级等划分地方震：震中距在100km内；近震：震中距在100~1000km内；远震：>1000km8.地震序列主震型：有一次大的主震，前有前震，后有余震。

（一般观测到前震的地震序列不多，因为即使主震是大地震，其前震有可能震级极小）震群型：一个地震序列中包含若干震级差不多的地震，无一特大震级的地震。

9.全球大地震带（三条）a.环太平洋地震带。

震源深度从大洋一侧向大陆逐渐加深。

所释放的地震能量占全球75~80%，是全球地震活动最强烈的地震带（全球80%的浅源地震、90%的深源地震均集中在该带上，这是一条对人类危害最大的地震带）。

b.地中海—南亚地震带。

以浅源地震为主，局部有中深源地震。

所释放的地震能量占全球的20%左右。

中国西藏、云南局部地区属于此。

c.全球断裂带地震带（洋中脊、海岭）。

均为浅源地震，深度<30km，无巨大地震，地震频度低。

10. 地震成因：弹性回跳理论（断层说）、岩浆冲击说、相变理论。

（后两者没有进一步论证、应用）宇宙演化1. 距离光年天文单位（AU/UA）秒差距parsec (pc) ：恒星距离单位，数值上等于恒星周年视差的倒数。

详见ppt。

1pc=360×60×60/2PI×1天文单位=206265天文单位=3.2616光年=308568亿公里离太阳最近的恒星比邻星的距离约为1.29pc（4.22光年）。

第一章 地震学的研究范围和历史1、 地震学是一门应用物理学。

2、 911 房屋倒塌的主要原因：钢筋受热。

3、 历强震而不倒的古建筑：山西洪洞县广胜寺飞虹塔、应县木塔、赵州桥、天津蓟县独乐寺观音阁等等；原因：卯、榫，以柔克刚。

4、 地震学发展简史：定量研究只有100 年左右的时间。

5、 中国国家地震局：1971年成立，1966年河北邢台地震。

第二章 地震波1、 泊松比υ：—样品横截面线度变化率/横向线度变化率。

( 0 , 0.5 )金属：( 0.25 , 0.33 )地幔：0.25外核（液态）：0.5其他：杨氏模量E ：线应变中，应力与应变体变模量K ：液体静压力，应力与应变切变模量μ：刚性系数2、 体波：可在地球内部向任意方向传播纵波P (Primary Wave)：体变，介质膨胀、压缩形成，传播速度快；横波S (Second Wave)：切变，剪切力，杀伤力大；SH 波（平行与界面的分量），SV 波；主要差异：P 波速度快，√3 倍（泊松介质）P 波和S 波的质点振动方向相互垂直一般情况，P 波垂直分量较强，S 波水平分量较强S 波低频成分丰富天然地震震源破裂以剪切破裂和错动为主，故S 波能量比P 波强根据质点有无转动和体积变化，P 波：无旋波；S 波：无散的等容波3、 面波：沿地球表面传播，在与界面相垂直的方向上，波动的振幅急剧衰减Rayleigh wave ：质点运动轨迹为逆进的椭圆，地面振幅最大Love wave ：横波，介质至少2层，上层v s 小地震记录中，一般振幅比体波大面波的能量被捕获在表面才能沿着或近地表传播，在伦敦的圣保罗大教堂 “耳语长廊”或中国天坛回音壁的墙面上捕获的声波就是面波。

其他：✓ 地球的自由振荡✓ 脉动4、 一般到序：P 波、S 波、勒夫面波、瑞利面波、地震尾波ρE V P =ρμ=S V第三章 地震波的传播理论1、 震中距：1°= 110km2、 地震波的吸收和衰减：传播时间t 后，，γ为衰减系数传播距离x 后，，α为吸收系数3、 费马原理：震动由介质中的一点传播到另一点时，她所经过的途径会使其传播时间为一稳定值（最大、最小、拐点）地震学中的Fermat 定理：地震波在介质中传播的路径为走时最小的路径。

抗震工程概论第1章绪论随着经济建设的迅速发展和社会财富的快速积累，灾害的防治越来越受到重视。

灾害是指那些由于自然的、人为的或人与自然的原因，对人类的生存和社会发展造成损害的各种现象。

在国家自然科学基金委员会工程与材料学部的重大工程灾害与防治论证报告中给出了灾害的一种更科学的定义：灾害是指自然环境或工程系统演变过程中失去固有平衡或稳定时造成人类赖以生存的基础破坏或功能失效的突发事件。

联合国成立了国际减灾十年委员会，希望通过国际间的合作与努力，力求在十年中有效地降低和防治自然灾害。

国际减灾十年委员会（1990－2000）提供的资料表明：1963年至1992年的三十年内，全球自然灾害的受灾总人数30.08亿人，死亡总人数36万人，直接经济损失3400亿美元，其中地震引起的灾害占很大的比例。

1.1地震活动及其灾害近十年来，我国每年平均灾害损失近1600亿元，相当于国民生产总值的3.8％，国民收入的30％。

这一比例是发达国家的十倍。

我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，20世纪全世界发生的七级以上的强震中，中国占35％，世界历史上一次地震中死亡人数最多的地震发生在我国（1556年明朝时陕西关中地震，死亡83万人），而现代死亡人数最多的两次地震也发生在我国（1920年宁夏海原8.5级大地震，死亡23万多人；1976年唐山7.8级大地震，死亡24万多人，直接经济损失97亿元）。

我国的绝大部分地区都受到地震的威胁，在全国450个城市中，位于地震区的占74.5％，28个百万以上人口的大城市中有85.7％位于地震区。

从二十世纪初到二十世纪八十年代，我国大陆7级以上地震活动经历了四个活跃期。

每个活跃期持续11至17年，平均发生15次左右7级以上大地震。

特别是在活跃期的最后阶段更容易发生较大的地震。

1988年以来，我国大陆进入了第五个地震活跃期，到现在已发生7级以上的地震八次。

世界范围三十年来的自然灾害经济损失统计资料表明，国民生产总值增加一倍，自然灾害损失增加三倍，随着经济的增长，自然灾害损失呈几何级数增长。

地震概论非常重要：1.全球每年约发生500万次地震2.20世纪约有200万人死于地震，随着人口密度的增大，预计21世纪将有约1500万人死于地震。

3.历史记载全球超过20万人的地震有6次，其中在中国就有4次4.按震源深度划分地震：浅源地震：震源深度小于60km，浅震，正常深度，大多数地震为浅源地震中源地震：60-300km之间深源地震：震源深度大于300km，深震。

已经记录到的震源深度约为700km。

有时间也将中源地震和深源地震统称深震。

5.古代中国台湾对地震的认识：地牛6.S波平行于界面的位移分量称为SH波，S波在入射线和界面法线构成的平面上（称为入射面）的位移分量为SV波7.面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。

8.建筑物破坏主要由面波造成。

（为什么以前感觉不到的地震现在能感觉到？）9.低矮平房一定要往外跑10.圣保罗大教堂“耳语长廊”或中国天坛回音壁墙面上捕获的声波：面波，不是反射波11.不同周期的面波，渗透深度不同；周期越大的波，渗透深度越大。

12.在半无限的均匀介质中，不产生洛夫波，而且它所产生的瑞利波没有频散。

地震记录中出现洛夫波以及有频散的瑞利波，则说明地下的介质是均匀的或者是成层的。

13.震源在地表的垂直投影称作震中。

震中距就是震中到观测台站之间的距离。

14.对于近震而言，地球的分层界面可以视为水平的。

P波入射时，界面上会产生反射P波、折射P波、反射转换SV波和折射转换SV波，SV波入射时与P波相似；SH波入射时只有反射SH波和折射SH波产生，没有转换波出现。

因为水平面内振动的SH波不可能引起垂直面内振动的P波和SV波15.我国采用十二度烈度表16.抗震设计：6度及以上17.海啸的两个数据：500miles/h, λ>100km18.浅水波：水的深度远小于波长重要：1.。

第一章地震对人类社会的重大影响1、有历史记载伤亡最大的地震——陕西华县地震2、揭开中国地震监测预报科学实践的序幕的地震——邢台地震3、世界历史上最大的地震是——智利地震以邢台震区为地震预报试验场，密切监视和细致分析震情，揭开了中国地震预报科学实践的序幕。

现场所开展的观测研究工作涉及地球物理、地质、大地测量、地球化学、工程力学以及生物、气象等十多个学科，建立了一批前兆观测台站，先后有测震、地电、地磁、地下水、水化学、水准、基线、重力、扭称、地应力、地声、地倾斜等20余种手段投入了观测，取得了一批有价值的观测资料。

同时灾区群众也采用多种方法监测地震，如地下水、动物行为习性以及其他一些简易仪器。

初步形成了中国第一个综合性的专群结合的前兆观测台网。

至此，中国地震预报科研工作进入了以大量前兆观测为基础的，多学科联合攻关的新阶段。

4、地震的直接灾害和次生灾害第二章地震的成因与地震活动特征1、地震的成因地震的发生是在构造应力的作用下，当岩石圈某处岩石发生突然破裂、错动时，把长期积累起来的能量在瞬间急剧释放出来，巨大的能量以地震波的形式由该处向四面八方传播出去，直到地球表面，引起地表的震动，便发生了地震。

浅源地震是由岩石破裂（或断层）引起的，但中、深源地震的成因问题过去一直未得到解决，按一般情况理解，在几百公里的地下深处,岩石已具很强的塑性，不可能发生脆性破裂并引起地震。

当冷的刚性岩石圈大洋板块沿海沟向下俯冲时，由于其下插速度较大，深部物质来不及对它马上加热、同化，因此这种刚性的下插板块常可到达很深的地方仍保持较强的弹性或脆性。

这样，在俯冲产生的机械力的作用下，俯冲板块内部发生断裂和变形，便可以产生中、深源地震。

2、天然地震分类3、断层地壳位于地球的表层，在地壳的中上部发育数量庞大的断层，它们错断地层和岩石，使得不同岩石之间以截然的界线相接触。

对于人类而言，断层的存在既有好的方面，例如，断层可以构成油藏构造的组成部分，在其它矿产的形成过程中也起着重要的作用；也有有害的一面，比如，断层能错断煤层，增加开采的难度，断层的存在能造成岩体的破碎，产生地质灾害，也不利于工程建设。

地震概论笔记（2016春）第一章地震学的研究范围和历史1. 地震是一种常见的自然现象，全球每年约发生500万次地震。

全球有6亿多人生活在强震带上，20世纪约有200万人死于地震，预计21世纪将约有1500万人死于地震。

我国是多地震国家，历史记载死亡人数超过20万人的地震，全球6次，中国4次。

2.地震的两面性：①自然灾害②给人类了解地球内部的信息3.地震：地球内部介质（岩石）突然破坏，产生地震波，并在相当范围内引起地面震动。

破坏开始的地方称为震源（地球内部发生地震的地方。

理论上看成一个点，实际上是一个区）震源深度：将震源看做一个点，此点到地面的垂直距离称为震源深度。

4.震中：震源在地表上的垂直投影。

震中距：观测点与震中的大圆弧距离（在地面上，从震中到任一点沿大圆弧测量的距离）可证明是两点间的最短距离。

烈度：宏观，实际的破坏程度（我国12度烈度表）震级：微观标准表示地震能量大小，仪器测量（地震差一级，能量相差32倍（101.5），两级相差1000倍:log E＝11.8+1.5M，E：能量，M：震级）两者都反映地震大小5.分类：地震序列：①主震型（一个主震，多个余震）②震群型按震源深度分：①浅源：震源深度 < 60km ②中源：60-300km ③深源：> 300km 按震中距分：①地方震：震中距<100km ②近震：<1000km ③远震：>1000km （以观测点为圆心，1000km为半径）6. 地震学是应用物理类课程。

地震学只有100多年的历史，中日美在地震学三足鼎立第二章地震波第一节波的性质简述1.液体、气体只能传播纵波，固体可以传播横波（S波）、纵波（P波）2.波线和波阵面垂直3.远离波源的球面波波面上任何一小部分视为平面波第二节地震波1. P波和S波的主要差异总结：vP=√3vS（1）P波的传播速度比S波快，地震图上总是先出现P波。

（2）P波和S波的质点振动（偏振）方向相互垂直。

一、名词解释震相：在地震图上显示的性质不同或传播路径不同的地震波组叫震相。

弹性回跳：认为地震的发生，是由于地壳中岩石发生了断裂错动，而岩石本身具有弹性，在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石，在力消失之后便向相反的方向整体回跳，恢复到未变形前的状态。

这种弹跳可以产生惊人的速度和力量，把长期积蓄的能量于霎那间释放出来，造成地震。

构造地震：构造地震亦称“断层地震”。

地震的一种，由地壳（或岩石圈，少数发生在地壳以下的岩石圈上地幔部位）发生断层而引起。

地壳（或岩石圈）在构造运动中发生形变，当变形超出了岩石的承受能力，岩石就发生断裂，在构造运动中长期积累的能量迅速释放，造成岩石振动，从而形成地震。

波及范围大，破坏性很大。

世界上百分之90以上的地震、几乎所有的破坏性地震属于构造地震。

地震预测：人们用科学的思路与方法，通过对资料的分析判断和理论研究，对未来地震的发震时间、地点和强度做出估计。

地震预报：政府根据科学家的地震预测，综合考虑社会政治经济影响，向社会正式发布对未来破坏性地震发生的时间、地点、震级及地震影响的预测。

地震预警：地震发生后，利用地震波传播速度小于电波传播速度的特点，提前对地震波尚未到达的地方进行预警断层：地壳岩层因受力超过岩石的抗拉或抗剪强度而发生破裂，并沿破裂面有明显的相对移动的一种地质构造烈度：地震引起地骂震动及其影响的强弱程度震中：震源到地面的投影二1地震基本参数发震时刻、震中地理位置、纬度、震源深度、地震大小2、走/到时地震波从震源到达观测点所需的时间3、发震时刻，走时差发震时刻是指震源体开始破裂的时刻，常可表示为O或者T。

是指地震纵波和地震横波从震源传到观测点时间先后相差的数值（用分、秒计算）4、地球主要界面名称、发现者地球从外到里，被莫霍面和古登堡分成三层：地壳、地幔、地核，莫霍诺维齐是地壳与地幔的分界面发现者，第二，古登堡是地幔和地核分界面的发现者，第三是莱曼是外核和内核分界面的发现者。

地震概述（一）如果要想比普通人更加了解地震，就要从学术的高度了解地震的机理与性质。

先复习一些概念地震是一种自然现象，指的是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波。

地球上板块与板块之间相互挤压，造成板块边沿及板块内部产生错动，甚至破裂，这也是是引起地震的主要原因。

震源：地球内部直接产生破裂的地方称为震源，它是一个区域，但研究地震时常把它看成一个点。

地面上正对着震源的那一点称为震中，它实际上也是一个区域。

震中：根据地震仪记录测定的震中称为微观震中，用经纬度表示；根据地震宏观调查所确定的震中称为宏观震中，它是极震区的几何中心，也用经纬度表示。

震中距：从震中到地面上任何一点的距离叫做震中距。

同一个地震在不同的距离上观察，远近不同，数值也不一样。

震源深度：从震源到地面的距离叫做震源深度。

极震区：震后破坏程度最严重的地区，极震区往往也就是震中所在的地区。

我们在这里主要关注构造地震——只有这种地震才会直接造成人员伤亡。

构造地震有哪几种？第一种称为孤立型地震，有突出的主震，余震次数少、强度低；主震所释放的能量占全序列的百分之九十九以上，主震震级和最大余震相差二点四级以上。

第二种称为主震-余震型地震，主震非常突出，余震十分丰富；最大地震所释放的能量占全序列的百分之九十以上，主震震级和最大余震相差0.7～2.4级。

第三种称为双震型地震，一次地震活动序列中，百分之九十以上的能量主要由发生时间接近，地点接近，大小接近的两次地震释放。

第四种称为震群型地震，有两个以上大小相近的主震，余震十分丰富；主要能量通过多次震级相近的地震释放，最大地震所释放的能量占全序列的百分之九十以下；主震震级和最大余震相差零点七级以下。

地震空区理论（Seismic Gap Theory）这是一种基于地震周期的预报方法，认为地震是有一定发震周期的。

通过一些方法可以计算出一个地区地震发生的周期是多少，通过上一次地震的发生时间，然后就可以估计下一次地震在什么时候发生。