1.3　地震的基本概念

地震是一种地质现象,是地壳构造运动的一种表现。地下深处的岩层,由于某种原因突然破裂、塌陷以及火山爆发等而产生振动,并以弹性波的形式传递到地表,这种现象称为地震(earthquake)。实际上,地球上每天都在发生地震。据统计,全世界每年大约发生500万次地震,但绝大多数是小地震,只有1%的地震是人们能够感觉到的。至于能造成破坏性灾害的地震,平均每年发生十几次。

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。这是由于在板块边缘处可能因上地幔的对流运动引起地壳的缓慢位移,差动的位移可引起岩石弹性应变,当应力最终超过岩石强度时就产生断层。在弹性应力作用下,已受到应变的岩石因释放弹性能以振动波的形式传播于周围岩石上,引起相邻岩石振动而产生地震。在地震的时候,通常地面的振动最初在短时间内不断的微动,接着便发生剧烈振动,经短时间以后才逐渐消失,在大地震时像这样一系列的振动要反复发生若干次,其中最初发生的小振动称为前震。前震活动逐渐增加后,接着发生激烈的大地震,称为主震。主震之后继续发生的大量的小地震称为余震。余震是成群的,最初发生的频度很高往后逐渐衰减,持续时间长短不一。有的大地震之后余震很少,有的则很多,持续数月甚至数年之久。

强烈地震瞬时之间可使很大范围的城市和乡村沦为废墟,是一种破坏性很强的自然灾害。因此,在规划各种工程活动时,都必须考虑地震这样一个极其重要的环境地质因素。而在修建各种建筑物时,都必须考虑可能遭受多强的地震并采取相应的防震措施。

1.震源与震中

地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源(earthquake focus)。震源正上方的地面位置称为震中(earthquake epicenter)。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。如四川省汶川地震,震中位置在北纬31°、东经103°,在四川省汶川县境内。

2.震源深度

震源与地面的垂直距离,称为震源深度(focal depth)。通常把震源深度在60km以内的地震称为浅源地震,60～300km的称为中源地震,300km以上的称为深源地震。目前出现震源最深的地震是720km。绝大部分的地震是浅源地震,震源深度多集中于10～20km。中源地震比较少,而深源地震为数更少。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。如四川省汶川大地震,震源深度为14km,属于浅源地震。

3.震中距和震源距

图1.3.1　地震、震中、震中距和震源距示意图

地面上某一点到震源的直线距离,称为该点的震源距(focal distance)。地面上某一点到震中的水平距离,称为该点的震中距(epicentral distance)。震中距在100km以内的地震,称为地方震,震中距在100～1000km之间的地震,称为近震,震中距大于1000km的地震称为远震。震源、震中、震中距及震源距如图1.3.1所示。

4.等震线和等震线图

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。绘有等震线的平面图,称为等震线图。等震线图在地震工作中用途很多。根据它可确定宏观震中的位置。根据震中区等震线的形状,可以推断产生地震的断层(发震断层)的走向。