地震工程地質

　　1.基本概念

　　震級：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小所決定。

　　烈度：地面震動強烈程度，受地震釋放的能量大小、震源深度、震中距、震域介質條件的影響。在工

　　程應用中常有地震基本烈度和設防烈度(設計烈度)之分。

　　地震基本烈度：一定時間和一定地區(qū)范圍內一般場地條件下可能遭遇的最大烈度。一個地區(qū)的平均烈

　　度。

　　設防烈度(設計烈度)：是抗震設計所采用的烈度。是根據建筑物的重要性、經濟性等的需要，對基本

　　烈度的調整。

　　卓越周期：地震波在地層中傳播時，經過各種不同性質的界面時，由于多次反射、折射,將出現不同周期的地震波，而土體對于不同的地震波有選擇放大的作用，某種巖土體總是對某種周期的波選擇放大得突出、明顯，這種被選擇放大的波的周期即稱為該巖土體的卓越周期。

　　2.簡述振動破壞效應的分析方法(靜力分析法、動力分析法的原理)

　　地震對建筑物振動破壞作用的分析方法有靜力法和動力法兩種。

　　靜力分析法：

　　(1)假設建筑物是剛體，即建筑物的各部分作為一個整體，具有相同的加速度。

　　(2)建筑物的加速度和地面加速度是相同的。

　　(3)地震作用在建筑物上的慣性力是固定不變的，是由地面振動的最大加速度決定的。

　　動力分析法：(目前應用最廣泛的方法是簡化的反應譜法)

　　(1)假設建筑物結構是單質點系的彈性體。

　　(2)作用于建筑物基底的運動為簡諧運動

　　所測得的結構相同的動力反應不僅取決于地面運動的最大加速度,還取決于結構本身的動力特征，最主要的是結構的自振周期和阻尼比。

　　阻尼比越大，建筑物固有周期與地面振動周期差別越大，越難引起共振。

　　3.場地工程地質條件對震害的影響

　　(1)巖土類型及性質： 軟土>硬土，土體>基巖。松散沉積物厚度越大，震害越大。土層結構對

　　震害的影響：軟弱土層埋藏愈淺、厚度愈大，震害愈大。

　　(2)地質構造：離發(fā)震斷裂越近，震害越大，上盤尤重于下盤。

　　(3)地形地貌：突出、孤立地形震害較低洼、溝谷平坦地區(qū)震害大。

　　(4)水文地質條件：地下水埋深越小，震害越大。

　　4.簡述地震區(qū)建筑場地選擇原則及抗震措施

　　場地選擇原則：

　　(1)避開活動性斷裂帶和大斷裂破碎帶;

　　(2)盡可能避開強烈振動效應和地面效應的地段作場地或地基;

　　(3)避開不穩(wěn)定的斜坡或可能會產生斜坡效應的地段;

　　(4)避免孤立突出的地形位置作建筑場地;

　　(5)盡可能避開地下水埋深過淺的地段作建筑場地;

　　(6)巖溶地區(qū)地下不深處有大溶洞，地震時可能會塌陷，不宜作建筑場地。

　　抗震措施(持力層和基礎方案的選擇)：

　　(1)基礎要砌置于堅硬、密實的地基上，避免松軟地基;

　　(2)基礎砌置深度要大些，以防止地震時建筑物的傾倒;

　　(3)同一建筑物不要并用幾種不同型式的基礎;

　　(4)同一建筑物的基礎，不要跨越在性質顯著不同或厚度變化很大的地基土上;

　　(5)建筑物的基礎要以剛性強的聯結梁連成一個整體。

　　5.簡述地震發(fā)生的條件

　　(1)介質條件：多發(fā)生在堅硬巖石中。

　　(2)結構條件：多產生在活斷層的一些特定部位:端點、拐點、交匯點等。

　　(3)構造應力條件：多發(fā)生在現代構造運動強烈的部位，應力集中。

　　6.簡述地震效應類型

　　地震效應可以分為振動破壞效應、地面破壞效應和斜坡破壞效應。

　　(1)振動破壞效應：地震發(fā)生時，地震波在巖土體中傳播而引起強烈的地面運動，使建筑物的地基基礎以及上部結構都發(fā)生振動，給它施加了一個附加荷載即地震力。當地震力達到某一限度時，建筑物即發(fā)生破壞。這種由于地震力作用直接引起建筑物的破壞，稱為振動破壞效應。

　　(2)地面破壞效應：地面破壞效應可分為破裂效應和地基效應兩種基本類型。前者指的是強震導致地面巖土體直接出現破裂和位移，從而引起附近的或跨越破裂帶的建筑物變形或破壞。后者指的是地震使松軟土體壓密下沉、砂土液化、淤泥塑流變形等，而導致地基失效，使上部建筑物破壞。

　　(3)斜坡破壞效應：包括地震導致的滑坡、崩塌或泥石流等，主要發(fā)生在山區(qū)和丘陵地帶。

　　7.我國地震地質的基本特征

　　(1)強震活動受活動構造的嚴格控制。

　　(2)大陸地震受控于現代構造應力場特征。

　　(3)強震活動經常發(fā)生在斷裂帶應力集中的特定地段上。

　　(4)絕大多數強震發(fā)生在一些穩(wěn)定斷塊邊緣的深大斷裂帶上，而穩(wěn)定斷塊內部很少或基本沒有強震分布。

　　(5)裂谷型斷陷盆地控制了強震的發(fā)生。

　　8.簡述地震小區(qū)劃的概念及其原理和劃分方法

　　地震小區(qū)劃是對城市或工程場地范圍內可能遭遇的地震強度及其特點的劃分。它除了考慮潛在震源情況、傳播路徑的因素外，還根據場地地質活動構造與地貌條件給出場地地震影響場的分布。

　　地震小區(qū)劃包括地震動小區(qū)劃和地震地質災害小區(qū)劃。

　　(1)地震動小區(qū)劃不僅要對城市所在范圍內的場地類別和地震動時振動輕重程度作出詳細劃分，指出各小區(qū)場地對建筑物抗震的有利或不利程度，指明各小區(qū)具體的不利因素以及可能發(fā)生的地基失效類型，而且要對城市范圍內各小區(qū)提出具有概率意義的設計地震動參數等，包括地面運動峰值加速度、峰值速度、地震動持時、場地卓越周期、加速度反應譜等一系列指標。

　　(2)地震地質災害小區(qū)劃應包括砂土液化、軟土震陷、地震斷層、地震滑坡等內容。

　　9.簡述我國地震分布規(guī)律

　　我國地處環(huán)太平洋與地中海-喜馬拉雅兩大地震帶之間，地震分布比較普遍。除臺灣東部、西藏南部和吉林東部地震屬板塊邊緣消減帶地震活動外，其余廣大地域均屬板內地震活動。而且絕大多數強震都發(fā)生在穩(wěn)定斷塊邊緣的一些規(guī)模巨大的區(qū)域性深大斷裂帶上或斷陷盆地之內。主要地震區(qū)與活動構造帶關系密切。中國科學院地球物理研究所把我國分為23 個地震帶。其中最主要的地震帶有：臺灣與東南沿海地震帶;郯城-廬江地震帶;南北陽地震帶;華北地震帶;西藏-滇南地震帶;天山南北地震帶。

　　10.砂土液化的概念

　　飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下，受到強烈振動而喪失抗剪強度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現象。

　　11.影響砂土液化的因素

　　(1)土的類型及性質

　　粒度：粉、細砂土最易液化。

　　密實度：松砂極易液化，密砂不易液化。

　　成因及年代：多為沖積成因的粉細砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結構松散、

　　含水量豐富、地下水位淺。

　　(2)飽和砂土的埋藏分布條件：砂層上覆地震愈強，歷時愈長，則愈引起砂土液化，而且波及范圍愈廣非液化土層愈厚，液化可能性愈小;地下水位埋深愈大，愈不易液化。

　　(3)地震活動的強度及歷時：地震愈強，歷時愈長，則愈引起砂土液化，而且波及范圍愈廣。

　　12.地震砂土液化的機理

　　機理：地震時飽水砂土中形成的超孔隙水壓力使土的抗剪強度降低和喪失。

　　具體來說，砂土依靠顆粒間的摩擦力維持本身的穩(wěn)定，這種摩擦力主要取決與顆粒間的法向壓力，而飽和砂土由于孔隙水壓力的存在，其抗剪強度小于干砂的抗剪強度(顆粒間摩擦力)，地震過程中，砂土將趨于密實，并伴隨排水的現象，而由于砂土變密實，其透水變差。從而產生了剩余孔隙水壓力(超孔隙水壓力)，顯然，此時的抗剪強度更低了，而且隨著振動持續(xù)時間增長，剩余空隙水壓力不斷累積增大，從而使砂土的抗剪強度持續(xù)降低，直至完全喪失。

　　13.砂土振動液化的評價方法(即判別方法)

　　評價方法：①標準貫入試驗判別;②靜力觸探試驗判別;③剪切波速試驗判別;④ 土的相對密實度判別。

　　14. 砂土振動液化對工程建筑的影響及防護措施(重點：防護措施)

　　影響：(1)地面下沉 (2)地表塌陷 (3)地基土承載力喪失 (4)地面流滑

　　防護措施：振沖法、排滲法、強夯法、爆炸振密法、板樁圍封法、換土、增加蓋重。

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