1）地震的定义

地震是由于地球构造运动等地质作用产生的内力，沿着地幔或地壳的活动性断层突然错动而释放能量，从而导致地下深处的岩层发生强烈震动，并以地震波的形式向上传递，造成地表地层及建构筑物破坏的一种地质现象。地震震级是地震能量释放大小的一项指标。

震源是指地壳或地幔某深处发生地震的地方。震中是指震源在地面上的垂直投影。震中可以看做地面上振动的中心，震中附近地面振动最大，远离震中地面振动减弱。震源与地面的垂直距离，称为震源深度（见图8.2）。

图8.2　震源、震中示意图

同样大小的地震，当震源较浅时，波及范围较小，破坏性较大；当震源深度较大时，波及范围虽较大，但破坏性相对较小。多数破坏性地震都是浅震。深度超过100km的地震，在地面上不会引起灾害。

地面上某一点到震中的水平直线距离，称为该点的震中距（见图8.2）。震中距在1000km以内的地震，通常称为近震，大于1000km的称为远震。引起灾害的一般都是近震。

围绕震中的一定面积的地区，称为震中区，它表示一次地震时震害最严重的地区。强烈地震的震中区往往又称为极震区。在同一次地震影响下，地面上破坏程度相同各点的连线，称为等震线。等震线图在地震工作中的用途很多，根据它可确定宏观震中的位置。根据震中区等震线的形状，还可以推断产生地震的断层（发震断层）走向。

地震发生时，震源处产生剧烈振动，地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播，称为地震波。地震波可分为体波和面波。

体波是在地体内部传播的波。体波又分为纵波和横波。纵波是由震源传出的压缩波，又称P波，其波的传播方向与质点振动方向一致，一疏一密地向前传播，纵波在固态、液态及气态中均能传播。纵波的传播速度快，是最先到达地表的波。纵波周期短，振幅小，纵波的能量约占地震波能量的7%。横波是震源向外传播的剪切波，又称S波，横波的传播方向与质点振动方向垂直。横波传播时介质体积不变，但形状改变，周期较长，振幅较大。由于横波是剪切波，所以它只能在固体介质中传播，而不能通过对剪切变形没有抵抗力的流体。横波是第二个到地表的波，横波的能量约占地震波总能量的26%。

面波（又分瑞利波R波和勒夫波L波）只在地表传播，又称表面波。面波波长大，振幅大，且面波的能量很大，约占地震波总能量的67%。面波的传播速度最慢，但对建筑物的地下结构部分破坏大。

地震时，最先到达地面建筑物的总是纵波，人首先感觉到上下振动；其次是横波，人感觉到左右晃动；最后到达的才是能量很大的面波。当横波和面波到达时，地面振动最强烈，对建筑物的破坏性最大。离地震震中的距离越远，地震引起的地面振动幅值相对越小，地震对该点的破坏也越小，离震中距离很远（几千千米）甚至感觉不到地震发生。所以地震对某地的破坏程度是与某地距震中的距离有关的。

2）地震的分类

地震按照震源深度主要分成3类：浅源地震，震源深度0～70km；中源地震，震源深度70～300km；深源地震，震源深度大于300km。一般来讲在相同震级的情况下，浅源地震对震中附近的建筑物破坏程度最大。

地震按其成因可划分为构造地震、火山地震、陷落地震和人工诱发地震。

（1）构造地震

由于地质构造作用所产生的地震称为构造地震。这种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。构造运动中最为普遍的是由地壳断裂活动而引起的地震。地壳运动使组成地壳的岩层发生倾斜、褶皱、断裂、错动以及大规模岩浆活动等，在此过程中因应力释放、断层错动而造成地壳震动，构造地震约占地震总数的90%。这种地震绝大部分都是浅源地震，对地面的影响最显著，一些巨大的破坏性地震都属于这种类型。

（2）火山地震

由于火山喷发和火山下面岩浆活动而产生的地震称为火山地震。火山地震强度较大，但受震范围较小。火山地震在我国很少见，主要分布在日本、印度尼西亚及南美等地。它只占地震总数的7%左右。

（3）陷落地震

由地层塌陷、洞穴崩塌、巨型滑坡等引起的地震称为陷落地震。地层塌陷主要发生在石灰岩岩溶地区，岩溶溶蚀作用使溶洞不断扩大，导致上覆地层塌落而形成地震。陷落地震一般地震能量较小，影响范围小。此类地震只占地震总数的3%左右。

（4）人工诱发地震(www.daowen.com)

人工诱发地震主要包括两个方面：一是由于水库蓄水或向地下大量灌水，使地下岩层增大负荷，如果地下有大断裂或构造破碎带存在，断层面浸水润滑加之水库荷载等共同作用，使断层复活而引起小型地震；二是由于地下核爆炸或地下大爆破，巨大的爆破力量对地下产生强烈的冲击，促使地壳小构造应力的释放，从而诱发地震。人工诱发地震的特点是震中位置多发生在水库或爆炸点附近地区，小震多，震动次数多，震源深度较浅。

3）地震震级

地震震级指一次地震时，地震震源处释放能量的大小。它用符号M表示。地震释放的能量越大，震级越大。某地一次地震所释放的能量是固定的，因此无论在任何地方测定都只有一个震级。地震震级是根据地震仪记录的地震波振幅来测定的，一般采用里氏震级标准。按里希特-古登堡的最初定义：震级（M）是以距震中100km处的标准地震仪（周期0.8s，衰减常数约等于1，放大倍率为2800倍）所记录的地震波最大振幅值的对数来表示的，振幅值以μm为单位计算，如在离震中100km处的标准地震仪，其记录地震波的幅值为10mm=104μm，取其对数等于4，则该地记录的本次地震震级为4级。某地某时刻发生的同一地震，在不同距离观测点用标准地震仪观测到的地震波幅值并不一样，而地震震级是距震中100km处记录的地震波幅值来定义的，所以，不同地点标准地震仪观测的某次地震要换算修正到100km处标准地震仪记录的强度，才是该次地震的震级。地震震级的划分见表8.1。

表8.1　地震震级划分

4）地震烈度

地震烈度是指地震时对某地建筑物的破坏程度的指标。一个地震中只有一个震级，而地震烈度却在不同地区有不同烈度。距震中越近，烈度越大；距震中越远，烈度越小。如唐山发生的8级大地震，对震中唐山的破坏是毁灭性的，对附近北京的破坏只是局部性的，而对远处的沈阳基本没有影响。地震烈度的大小不仅与震级、震源深度、震中距有关，还与当地地质构造、地形、岩土性质等因素有关。一般情况下，震级越高、震源越浅、距震中越近，地震烈度就越高，破坏程度就越大。

我国使用的是十二度地震烈度表（见表8.2）。此表将地震烈度根据不同地震情况分为I～Ⅻ度，每一个烈度均有相应的地震加速度和地震系数，以便烈度在工程上的应用。地震烈度小于Ⅴ度的地区，具有一般安全系数的建筑物是足够稳定的；Ⅵ度地区，一般建筑物不必采取加固措施，但应注意地震可能造成的影响；Ⅶ～Ⅸ度地区，能造成建筑物损坏，必须按照有关规定进行工程地质勘察，并采取有效防震措施；Ⅹ度以上地区属于灾害性破坏，其勘察要求须作专门研究。选择建筑物场地时尽可能避开不良地段并采取特殊防震措施。

表8.2　中国地震烈度鉴定标准表（数据出自中国科学院地球物理研究所）

续表

续表

在工程建筑设计中，鉴定划分建筑区的地震烈度是很重要的。为把地震烈度应用到实际工程中，地震烈度本身又可分为基本烈度、建筑场地烈度和设防烈度。

（1）基本烈度

基本烈度是指一个城市或一个地区在今后100年内，在一般场地条件下可能遇到的最大地震烈度（也称区域烈度）。基本烈度是根据对一个地区的实地地震调查、地震历史记载、仪器记录并结合地质构造综合分析得出的。基本烈度提供的是地区内普遍遭遇的烈度，其所指范围不是一个具体的建筑场地。它是在研究了区域内毗邻地区的地震活动规律后，对地震危险性作出的综合性的平均估计和对未来地震破坏程度的预报，目的是作为工程设计的依据和抗震的标准。如杭州一般场地一般建筑的抗震基本烈度为6度。

（2）建筑场地烈度

建筑场地烈度又称地震小区域烈度，它是指某一个具体工程的建筑场地内，因地质构造稳定性、地貌条件、岩土的物理力学性质和水文地质条件的不同，而需要提高或降低基本烈度。通常建筑场地烈度比基本烈度提高或降低半度至一度。

（3）设防烈度（设计烈度）

设防烈度是在建筑场地烈度的基础上，考虑拟设计建筑物的重要性、永久性、抗震性能等将基本烈度加以适当的调整，调整后设计采用的烈度称为设计烈度或设防烈度。大多数一般建筑物不需调整，基本烈度即为设防烈度。重要的高层建筑和公共建筑要提高抗震设防烈度等级。