地震的基本概念是什么？

第一节　地震概述

一、地震基本概念

地震是地下深处的岩层，由于某种原因突然破裂、塌陷或火山爆发等而产生振动，并以弹性波的形式传递到地表的一种自然现象。地震主要发生在近代造山运动区和地球的大断裂带上，即形成于地壳板块的边缘地带。这是由于在地壳板块的边缘地带可能因上地幔的对流运动引起地壳的缓慢位移，从而引起岩石弹性应变，当应力超过岩石的强度时就产生断裂，引起相邻岩石振动而产生地震。

（一）地震发生的特征

地震的时候，通常地面在短时间内不断震动，接着便发生剧烈振动，然后逐渐消失。地震有发生时间短但振动延续周期较长的特征。一次地震中往往有前震（即最初发生的小振动）、主震（即紧接着前震发生的激烈振动）、余震（即主震后发生的大量小地震）三个阶段。有时余震可以延续数月甚至数年。此外，地震发生的不规律性也是令地震预测较难准确的因素。

（二）震源和震中

震源是指地球深处因岩石破裂产生地壳震动的发源地。震源正对着的顶面位置称震中（图8-1）。震中到地面上任一点的距离叫震中距离（简称震中距）。震中距在100km以内的称为地方震；在100～1000km的称为近震；大于1000km的称为远震。震源与地面的垂直距离称震源深度。震源一般发生在地壳的一定深度内，震源深度的下界约为700km，震源深度发生在70km以内的称为浅源地震；震源位于70～300km范围内的称为中源地震；震源深度位于300～700km范围内的称为深源地震。震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区。将在同一次地震影响下，地面上破坏程度相同各点进行连线，这条线称为等震线。

二、地震成因类型

形成地震的原因是各种各样的。地震按其成因，可分为构造地震、火山地震、陷落地震和激发地震。

图8-1　震源与震中示意图

（一）构造地震

由于地质构造作用所产生的地震称为构造地震。构造地震与构造运动的强弱直接有关，它分布于新生代以来地质构造运动最为剧烈的地区。构造地震是天然地震的最主要类型，约占其总数的90%。构造地震中最为普遍的是由于地壳断裂活动而引起的地震。这种地震绝大部分都是浅源地震，由于它距地表很近，对地面的影响最显著，具有传播范围广、振动时间长的特点，一些巨大的破坏性地震都属于这种类型。

（二）火山地震

由于火山喷发和火山下面岩浆活动而产生的地面振动称为火山地震。在世界一些大火山带都能观测到与火山活动有关的地震。此类地震的影响范围有限，破坏强度较低，而且其最大特点是有比较明显的征兆，即火山爆发。

（三）陷落地震

由于洞穴塌陷、地层陷落、山体崩塌等原因发生的地震，称为陷落地震。这种地震能量小，影响范围也小，发生次数也很少，仅占地震总数的5%。

（四）人工触发地震

由于人类在自然界进行工程建设而造成岩层变形乃至断裂从而引发的地震称之为人工触发地震。属于这种类型的地震有水库地震、深井注水地震和爆破引起的地震，它们为数甚少。而是否发生此类地震的主要原因取决于该地区是否存在大规模的地下断裂构造。

三、地震波及传播

地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这就是地震波。地震波包括两种，在介质内部传播的体波和限于界面附近传播的面波。

（一）体波

体波有纵波与横波两种（图8-2）。纵波（P波）是由震源传出的压缩波，质点的振动方向与波的前进方向一致，一疏一密向前推进，所以又称疏密波。它周期短，振幅小，传播速度快，破坏力较小。

图8-2　体波质点振动形式

横波（S波）是由震源传出的剪切波，质点的振动方向与波的前进方向垂直，传播时介质体积不变，但形状改变，它周期较长，振幅较大，传播速度较小，为纵波速度的0．5～0．6倍，但破坏力较大。

（二）面波

面波是体波达到界面后激发的次生波，只是沿着地球表面或地球内的边界传播。面波向地面以下迅速消失。面波随着震源深度的增加而迅速减弱，震源越深，面波越不发育。

一般情况下，横波和面波到达时振动最强烈，建筑物破坏通常是由横波和面波造成的。由于面波的能量较大，因而造成建筑物和地表的破坏主要以面波为主。

四、震级与烈度

一次地震发生时，如何衡量其能量释放大小，以及如何进行其对建筑物的破坏程度评价是工程技术人员最为关心的，因此必须引入表示地震强度的指标。

（一）地震震级

地震震级是表示地震本身大小的尺度，是由地震所释放出来的能量大小所决定的。释放出来的能量越大则震级越大。目前国际上比较通用的是里氏震级的表示方法。震级相差一级，地震所释放的能量相差32倍。一次地震仅有一个震级。

（二）地震烈度

地震烈度是指某一地区的地面和各种建筑物遭受地震影响的强烈程度。

地震烈度表是划分地震烈度的标准。它主要是根据地震时地面建筑物受破坏的程度、地震现象、人的感觉等来划分制定的。我国和世界上大多数国家都是把烈度分为12度。地震烈度在6度以下的区域一般不对建筑物进行加固处理，7～8度地区的房屋必须考虑进行相关抗震设计，而地震烈度在10度及以上的区域不应选择作为建筑物的建造场地。一次地震按其区域距离震中的远近不同，会有多个烈度。

（三）震级和烈度关系

震级和烈度既有联系，又有区别。震级是反映地震本身大小的等级，只与地震释放的能量有关，而烈度则表示地面受到的影响和破坏的程度。震级与烈度虽然都是地震的强烈程度指标，但烈度与工程抗震具有更为密切的关系。震级与烈度具有如表8-1所示的关系（丰定国，2003）。

表8-1　震级与烈度关系