地震范文（精选12篇）
地震 第1篇
一、地震与地震波
地球内部能量突然释放, 引起地球表层的振动。大地突然发生的震动, 称为地震。它是岩石圈内能量积累和释放的一种形式, 是自然界经常发生的一种地质作用。[1]地球几乎天天都发生地震, 每年地震多达百万次, 只不过绝大部分是人们感觉不到的无感地震。此外人为的原因也可能造成地震, 称为人工地震。
在地球内部, 由于物质不断运动, 产生一种巨大力量, 推动和挤压岩石, 这种力量叫地应力。在地应力的作用下, 岩石中缓慢积累了大量的应变能, 这种能一旦超过岩石所能承担的极限, 就会使岩石破裂、错动, 在一刹那间突然释放出大量能量, 其中一部分能量以地震波形式传播出来。
地震时由震源发出地震波, 向四外辐射, 它是一种弹性波, 是地震发生时引起建筑物破坏的原动力。[2]
地震波是一种机械运动的传播, 包括三种不同性质的波:即P波 (纵波) S波 (横波) 和L波 (面波) 。P波如同声波, 振动方向与波的传播方向一致, 它的速度快, 在气、液、固体中都能畅通无阻, 比S波先被地震仪记录到;S波如同光波, 振动方向与波的传播方向垂直, 它的速度慢, 只能在固体中传播, 固体密度越大则传播越快, 反之越慢, 此外, L波只能沿着界面传播。其中P波是最先到达的, 振幅较小, 周期较短, 破坏性较弱。S波继P波之后到达, 振幅突然增大, 周期较长, 破坏性较强。L波跟随着S波, 具有较大的振幅和周期, 是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
二、地震波与地震勘探
地震勘探就是利用地下介质弹性和密度的差异, 通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应, 推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探中, 人们利用专门仪器检测、记录人工激发地震的反射波、折射波的传播时间、振幅、波形等, 从而分析判断地层界面、岩土性质和地质构造, 来确定地下矿藏。地震勘测也是钻探前勘测石油、天然气资源、固体资源重要方法。地震勘探也被用来勘探煤田、盐岩、金属矿床以及解决水文地质和工程地质等问题。
地震勘探最早出现在19世纪中期。1845年, R.马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传播速度, 开了地震勘探法的先河。
中国于1951年开始进行地震勘探, 并开始将其应用于石油和天然气资源勘查、煤田勘查、某些金属矿的勘查及工程地质勘查。
根据地震资料中提取各种地震振幅、频率、相位等地震属性, 比较分析地震属性与反射结构、煤层气储层中的煤层、含水层、含气层的关系, 发现地震属性分析可以精细地描述煤层气储层的构造、地层和岩性特征, 可以判别储层中强含水、含气层;可以深入认识盆地构造特征、沉积体系及时空演化规律, 而且也可以直接用于油气藏的储层性质及含油气预测。
工程地震勘探是广泛应用于工程地质勘探的方法之一。它利用人工激发的地震波在介质中传播的物理特性来探测地质现象。通过研究地下岩土体或地层的地震参数与岩土物性参数及结构参数之间的关系, 确定各种地质界面的空间位置、形态, 解决非均匀复杂小构造地质体的形态、性质、结构以及对地下介质进行综合评价。[3]工程地震勘探广泛用于城市建设, 交通、水利等基础建设方面。
随着地震勘探技术的快速发展, 发达国家在20世纪70年代开始使用三维地震技术。三维地震勘探是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性利用技巧, 其利用目的是为了使地下的图像更加清楚、地位猜测更准确。三维地震技术与医院使用的B超、彩超和CT技术类似。三维地震勘探是从二维地震勘探慢慢成长起来的, 是地球物理勘探中最重要的手段。在石油、煤炭及工程地质勘探中, 三维地震勘探是最重要、应用最多、精度最高的一种地球物理勘探方法。三维地震勘探主要利用地下岩层 (或岩体) 间存在的密度、速度差异, 通过人工方法激发地波来研究地震波在地层中传播的情况, 探测目的层的形态和构造的分布。
根据武喜尊, 赵镨[4], 1978年, 中国煤炭地质总局组织一个地震队及有关专家在伊敏煤田中部开始了我国煤田地质系统第一块三维地震勘探试验工作。1988年, 在山东省济宁煤田唐口中日合作勘探项目中, 首次进行了煤田地质系统第一个三维地震勘探生产项目, 面积5Km2。
三维地震勘探在我国煤矿采区的应用始于1993年, 在淮南矿务局谢桥煤矿的东、西一采区进行。之后, 从东部到西部、从平原到山区、从陆地到湖上、从国有大型矿井到地方煤矿, 三维地震勘探得到了迅速的推广应用。[4]迄今为止, 三维地震勘探技术已经在平原、山区、丘陵、戈壁和沙漠地区取得了令人瞩目的进展, 其解决煤矿生产地质问题的精度和能力得到了普遍公认, 成为煤矿采区采前构造勘探的首选技术手段而得到了大范围的推广应用。
地质勘探人员利用高品质的三维地震资料找油找气, 中国发现的渤海湾南堡大油田、四川普光大气田、塔里木盆地塔中I号大气田等, 全要归功于高精度的三维地震勘探技术。
随着地震勘探技术的快速发展, 三维地震勘探将会更加完善和创新, 在资源勘探和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面发挥越来越重要的作用。
三、结语
地震波在给人类带来灾害的同时, 也带来了地球内部信息。对于地球内部构造的了解, 地震波扮演了一个不可或缺的角色。利用人工激发的地震波在地下岩层中传播的规律进行地震勘探, 是勘测石油与天然气、固体矿产资源的重要手段。人类通过人工地震接收地震波而获得数据、然后进行地震资料处理、地震资料解释, 为探测、开发地下资源提供了技术依据。地震勘探除了可以帮助人们开发和利用地下资源外, 在城市建设, 交通, 水利等基础建设方面也得到广泛应用。
摘要：地震波给人类带来地震灾难, 同时, 地震波带来的地下信息又能帮助人类了解地球内部结构, 利用地震波进行勘探, 是勘测石油、天然气资源、固体资源和地质找矿的重要手段。
关键词：地震,地震波,地震勘探
参考文献
[1]宋春青, 邱维理, 张振春.地质学基础[M].北京:高等教育出版社, 1994:235.
[2]李智毅, 杨裕云.工程地质学概论[M].武汉:中国地质大学出版社, 1994:97.
[3]赵鸿儒, 郭铁栓.工程地震勘探综述[J].地球物理学进展, 1994, 9 (3) :80-86.
关于地震作文：感动地震 第2篇
摘要：灾区的人们，我们也许并不确切的知道他们的名字和曾经的生活状态，但我们唯一知道的是，他们是我们的同胞，他们在某个时空上是我们的兄弟姐妹，他们与我们一样都有着生活的热望与梦想。
一场地震，撼动了大半个中国，牵动了整个神州。
汶川一震，举国同悲。人间臻悲，天地动容
黑纸白字上的死亡人数每增加一个，这世上曾经鲜活的生命就会减少一个；时间每流逝一秒，一条生命得以存活的可能就会减少一分。此时此刻，生命，高于一切、大过一切、急于一切。
灾区的人们，我们也许并不确切的知道他们的名字和曾经的生活状态，但我们唯一知道的是，他们是我们的同胞，他们在某个时空上是我们的兄弟姐妹，他们与我们一样都有着生活的热望与梦想。一场突如其来的特大地震，让许多生命尚未充分展开便直接面向死亡，让许多也许普通至极的生活理想从此归于死寂，再也没有实现的可能。
物伤其类，何况生命如此成批成批的倒下，在废墟中被掩埋，在黑夜和暴雨里挣扎。灾区同胞的痛苦与呻吟，需要被听见，需要生者用尽一切力量去拯救正在受苦受难的灾区同胞。
有许多人在灾区奋力营救，或者正在奔赴救灾一线的路上，而有更多人也许无法去往灾区，冲向废墟，用脚感知大地的创痛，用手扒开掩盖在身体上的砖石尘土。但我们有心，灾区同胞的生死下落、性命攸关，会触动每个人心灵中最柔软最敏感的部分。心灵，可以超越一切时空阻隔，宛如在场，感同身受。我们的眼里充满泪水，我们的心灵充盈悲痛，让我们携起手，让温度相互传递，以最大的悲悯为灾区同胞祈福。我们并不只有心灵，我们还可以做得更多。我们可以伸出手臂，献出红色的血液；我们可以解开包囊，捐出灾区急需的物资。忙碌者请暂时放下手中的事情，行走者请暂时停下赶路的脚步，为灾区同胞默悼、致哀。我们还可以点燃蜡烛，奉上鲜花，去照亮层层废墟下、阖上双眼的另一个国度的夜。
灾区不是一座孤岛，灾区同胞不是自然宿命的牺牲者，让我们做一切能力所及的事情去护佑和温暖，让我们以最大的悲悯为灾区同胞祈福。
试论地震危害与地震预警 第3篇
关键词：地震；危害；地震预警
地震预警的时间提前量只有几秒到几十秒，却是千钧一发之际挽救生命和财产损失的黄金时间。 事实上，人类必须面对地震无法完全预防、只能尽量减灾的现实。基于这个情况，地震预警被高度重视起来。
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地震发生时，最基本的现象是地面的连续振动，主要是明显的晃动。
一、中国的客观地理条件
中国位于世界两大地震带-环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。大地构造位置决定，地震频繁震灾严重。在20世纪里，全球共发生3次8.5级以上的强烈地震，其中两次发生在我国；全球发生两次导致20万人死亡的强烈地震也都发生在我国，一次是1920年宁夏海原地震，造成 23万多人死亡；一次是1976年河北唐山地震，造成24万多人死亡。这两次地震死亡人数之多，在全世界也是绝无仅有的。
统计数字表明，中国的陆地面积占全球陆地面积的十五分之一，即百分之六左右；然而中国的陆地地震竟占全球陆地地震的三分之一，即百分之三十三左右，而造成地震死亡的人数竟达到全球的1/2以上。当然这也有特殊原因，一是中国的人口密、人口多；中国的经济落后，房屋不坚固，容易倒塌，容易坏；第三与中国的地震活动强烈频繁有密切关系。
二、地震预警科学水平
地震预警有三个关键：地震预警科学水平、政府的危机管理能力、应对灾害的社会素质。中国地震预警的现状是：地震预报水平虽领先各国，却仍处于“荆天棘地”的摸索前行时期；政府的危机管理能力，应对灾害的社会素质，均亟待提高。
20世纪90年代后，随着高新技术在地球科学中的应用，地震科学水平酝酿着飞跃。国家数字地震台网于2000年通过国家验收。总投资近23亿人民币的中国数字地震观测网络工程，在汶川地震一个月前的2008年4月11日刚刚通过验收。唐山地震之后全国有群众测报点3万多个，业余测报人员20万人，其中四川省业余测报有1.4万人，堪称群测群防大省，但是，群测群防队伍被认为科学性不足，1979年开始整顿，1980年底全国测报点降到5000多个，业余测报人员降到2万，四川到了1985年，含重庆，全省不到1000人做这个工作。
2006年唐山地震30年，中国地震局局长在回答人民日报记者访问时说，我们国家对20多次地震做过较为成功的预报，目前能做出有减灾实效的地震预测大概是10%。1990年以来被成功预报的地震，包括北京小汤山1990.9.22：4级地震、青海共和1994.2.16：5.8级地震、云南省孟连县中缅边境1995.7.12：7.3级地震、四川甘孜白玉——巴塘1996.12.21：5.5级地震、新疆伽师1997.4.6：6.3、6.4级地震、云南宁蒗1998.10.2-11.19：地震群；最大6.2级、辽宁岫岩一海城1999.11.29：5.6级地震、四川绵竹（震中在汉旺镇）1999.11.30：5.0级地震、云南大姚2003.7.21：6.2、10.16：6.1级地震、甘肃民乐2003.10.25：6.1级地震、云南宁洱2007.6.3：6.4级地震、开幕式前发生的“亚运会地震”。其中有三次地震，四川甘孜白玉、云南宁蒗、四川绵竹都是因四川地震工作者的临震预报，而被成功预警的。
地球周边的宇宙环境，特别是磁场环境对地球有着重要的影响。地震的根本原因是地球大气磁场受外部磁环境的变化影响引起异变并诱发地核的磁能量无序爆发，使岩浆流动承受爆发性推力，进而冲击大陆板块产生界面挤压应力集中区，在地球径向抬升内应力的作用下产生界面断裂震动。完整的地震预报网由地球南（北）极的地磁通量密度测试总站和地震带区的次声、磁场、红外辐射、大气电离监测网站构成。
三、政府的危机管理能力
唐山地震后的十年間，余悸未消，地震部门最怕“漏报”，政府最担心“漏警”。而1986年后，随着经济、社会的发展，对“虚报”和“虚警”的担心则上升到主要地位。从上世纪90年代到本世纪初，中国大陆经济高速发展，地震活动却相对平静。各级政府高度重视本地的稳定，对任何可能“影响投资环境”的负面信息都严加控制，震情信息自不例外。
地震以及其它重大灾难的预警，政府必须有决策，决策不能闭目塞听而作，但也不能期待握有充分信息后才出，政府即使尽最大努力预先获取准确信息，决策的盲区仍将无可避免地存在，因此政府的决策势必是风险决策。
四、对地震预警的几点建议
1、强化政府在预警中的关键位置。
2、给地震科研充分学术自由。
3、逐渐增加地震信息开放度。
4、政府要给科学界减压，社会要给政府和科学界减压。
5、 预警过程要“复盘核查”。
地震和刮风下雨一样，都是一种自然现象，在它来临之前是有前兆的，特别是强烈地震，在孕育过程中总会引起地下和地上各种物理及化学变化，给人们提供信息，只要人们认真观测并掌握地震前兆的规律，地震预报总有一天会实现。
在地震预报方面，我国地震工作者已经取得可喜的成绩。
最近十几年又有几次较好的地震预报。成功的地震预报不但极大地减轻人员伤亡，而且具有明显的经济效益和社会效益。这些震例说明地震是有前兆的，是可以预测、可以预防的。
地震系统地震专题档案的收集 第4篇
关键词：地震,专题档案,收集
云南是一个地震多发的省份,据中国地震台网测定,公元前780年以来,云南及周边地区(北纬20°~30°,东经96°~107°)共发生可定位5.0级以上地震711次,占全国总数的15%。地震给灾区民众的生产生活带来了巨大的影响,生命和财产都蒙受重大损失。因此,我们需要对灾害现状进行客观、详细的记录,并通过专家们进行科学、系统的研究,在地震灾害中总结经验,为今后工作提供依据。作为地震系统档案工作者来说,震后第一时间做好文件材料的收集整理工作,是我们义不容辞的责任和义务。
一直以来,云南省地震局都有进行地震专题档案的收集工作,但是由于并没有相应的制度进行规范化管理,档案室只是被动接收科技人员移交的材料,导致以往的专题档案大都集中在地震灾害评估方面,关于抗震救灾指挥部工作协调、地震现场监视、地震预报、应急宣传等工作情况的文字和图片非常少。作为具有传承震灾记忆功能的地震专题档案来说,这显然是不合格的。因此,我们必须制定收集方案,明确单位地震专题档案的收集范围及归档方法,保证地震专题档案的全面、详尽,为防震减灾工作提供丰富、系统的经验资料。
一、地震专题档案的收集范围
结合云南省地震应急预案及云南省地震局地震应急工作预案要求,地震系统内部针对单次地震应归档的文件材料主要包括以下几个部分。
(一)指挥协调工作中形成的文件材料。
1.党中央、国务院、省委、省政府、中国局领导相关批示,应急响应决定,地震快报,震情报告,地震现场工作简报,后方指挥部工作简报,指挥部会议纪要,应急工作总结等。
2.在地震应急工作中提出的专业救援力量派遣方案,航拍区域建议,交通管制范围建议,动态救援指引建议,处置地震谣言意见,灾区应急救援力量调整、撤离建议等。
3.与当地政府部门、相关厅局单位沟通协调中产生的文件材料;地震灾害紧急救援队工作中形成的文件材料。
4.灾区恢复重建规划建议,采取抗震设防措施建议;抗震救灾专项经费预算文件;灾区地震系统防震减灾恢复重建规划等。
5.震区基本信息,灾情速报,灾害快速评估报告,震中图,地震有感范围图,交通图,人口分布图,市县应急工作情况等文件材料。
(二)预报监测工作中形成的文件材料。
1.地震现场监测文件材料。现场监测预报工作方案,3.0级以上地震参数,震情简报,灾区台站点分布图,现场流动测震台站、强震台站的架设与维护、数据的收集与实时展示等工作中形成的文件材料。
2.地震分析预报文件材料。震情会商和趋势研判文件,宏微观异常的调查落实工作中形成的文件材料;震情趋势判定意见,余震防范意见;主余震分布图,历史地震分布图,震源机制解,破裂过程,地震动分布图等。
3.震灾损失评估文件材料。地震灾害现场灾害情况,灾区基础数据收集计算工作中形成的材料,地震烈度图;灾情抽样调查记录,地震灾害损失评估报告,地震科学考察方案等。
(三)应急宣传工作中形成的文件材料(文字、图片、声像材料)。
1.现场应急科普宣传方案,应急科普宣传、科普知识讲座工作情况。
2.新闻通稿,新闻发布会,媒体采访情况;舆情监控、地震谣言应对情况。
3.领导、各工作组重要活动情况,地震应急工作中的先进人物及事迹。
(四)后勤保障工作中形成的文件材料。
1.应急到岗人员签到表,现场工作队通信、个人装备、工作装备以及政务、生活保障情况,后勤保障、应急器材的准备、使用情况。
2.现场应急经费支出情况。
3.现场通信网络系统的搭建与维护,现场科技保障图件的产出与发布。
4.抗震救灾募捐登记及处理结果记录等。
二、收集工作应注意的问题
1.档案工作在日常工作中应加强宣传,增强领导、各业务部门对地震专题档案收集工作的重视,使各单位真正做到认真有效地收集突发事件档案。建立长效机制,将地震专题档案收集工作以制度的形式进行明确,例如在应急预案中明确要求各工作组都有义务协助档案室进行相关资料的归档工作,在应急工作结束后一个月内即将应急工作中产生的文件材料移交档案室,任何人不得将文件材料据为己有等。
2.对档案的收集内容和移交期限做出具体的要求。根据地震应急工作预案中各工作组的职能职责明确分工,责任落实到人,确保档案收集工作的有效开展。
3.平时在做好本职工作之外,深入了解地震监测预报、应急救援相关业务知识,从而在震后第一时间预估可能会产生的档案的规模和数量,制定档案收集计划。笔者曾多次作为现场工作队员参与云南省地震现场应急工作,期间对地震应急各个工作组的工作都有了详细的了解,包括资料的形成过程,哪个时间段会产出哪些成果等,只有了解了这些,才能制定科学的档案收集措施,确保档案的齐全完整。
4.某些档案材料如余震预测意见、趋势研判意见等如果外泄很容易引起公众的恐慌和质疑,在收集时要注意安全保密。
三、进行档案编研,开发地震专题档案信息提供利用
(一)地震记忆的传承,防震减灾科普宣传。地震专题档案资料真实的反映了震时及震后的建筑损毁、地质破坏、财产损失及抗震救灾等情况,收集整理地震专题档案资料,不仅可以将地震灾害的相关记录永久的保存下去,同时也给防震减灾科普宣传提供了丰富的素材。在抗震救灾工作中所产生的音像、图片等资料,在进行防震减灾科普宣传时,可以给民众带来更加真实、更加深刻、更加立体的感受,更容易引发人内心深入的共鸣,从而反思灾难、铭记历史、感恩社会。
(二)为地震研究工作提供参考。
1.为地震资料编研、地震志、史志等的编写提供充分的原始资料。
2.通过对历史地震各方面数据的比较分析,对于研究地震发展规律、加强地震观测预报有重要的作用。
3.为其他单位、部门抗震救灾工作提供参考意见,从而更方便、快捷的制定解决方案,最大限度减少地震带来的损失。
(三)建立地震专题档案数据库。地震专题档案是系统内抗震救灾活动的真实记录,具有很强的实用性和指导性。但是由于手工管理档案的局限性,我们很难在众多的档案信息中及时准确提取出需要的部分,更勿论进行信息的资源共享。
对文件材料进行数字化的加工、整理和存储,建立地震专题档案数据库,可以将在抗震救灾过程中形成的各类档案材料有效地组织起来,从而实现档案的高效利用和资源共享。
同样作为地震人,可能很多档案工作者永远没有机会奔赴抗震救灾第一线,只能在档案室里提供后勤服务,但是只要我们坚守岗位,切实做好本职工作,努力丰富库藏资源,提高档案提供利用效率,为领导决策提供依据和参考,最大化的发挥档案的功能,不管是在前方还是后方,都可以为防震减灾事业做出自己应有的贡献。
参考文献
[1]刘翠红.建立地震专题档案探究[J].中国档案,2007(11).
[2]王丽威.汶川地震档案的收集和整理[J].中国档案,2008(8).
[3]关于抗震救灾中档案工作的建议[N].中国档案报,2008-6-9(3).
[4]赵德敏,谭鸿雁.做好突发性重大事件档案的收集工作[J].兰台世界,2010(11).
关于地震作文：四川地震 第5篇
摘要：大灾有大爱，大爱最无私。谭千秋、王洪发等人的壮举就是大爱，他们爱亲人，更爱他人，为了爱他人，可以割舍对亲人的爱，他们宁可自己身碎或心碎，也不让他人心痛。
汶川大地震给我们带来太多的悲伤，常使我们泪满襟，同时也给我们带来太多的感动，常使我们热泪流。
悲伤让我们更坚强，感动让我们更有力量。
地震带给我们的感动太多了，多如繁星数不清。最让人感动的是灾区干部群众面对生死考验时做出的感天动地的壮举。德阳东汽中学教导主任谭千秋在地震发生的那一刻，张开双臂护住四名学生，这四个学生幸免于难，可谭老师却永远离开了他的学生。北川县民政局局长王洪发在地震中先后救出了十位群众，却没有时间去救自己唯一的儿子及亲属，结果他失去了儿子、二姐、侄儿等15位亲人。记者问他伤心吗？他回答：“我想伤心，你能给我时间吗？”在这次地震中象谭千秋、王洪发这样的感人事迹有很多，谭千秋是舍己救人，王洪发是舍亲救人，他们在生与死的选择上，毫不犹豫地把生留给别人，把死留给自己或自己的亲人，这些普通人在关键时刻能豁得出来，事迹可歌可泣，令天地动容。
大灾有大爱，大爱最无私。谭千秋、王洪发等人的壮举就是大爱，他们爱亲人，更爱他人，为了爱他人，可以割舍对亲人的爱，他们宁可自己身碎或心碎，也不让他人心痛。这种大爱是地震众多感动中最精彩的篇章，最动人的颂歌，足以净化我们的灵魂，纯洁我们的心灵。
我们虽然不在灾区，但需要学习、“复制”这种大爱。我们没有遇到生与死的考验，在日常工作和生活中却有公与私、义与利等各种考验，同样需要这种大爱做出正确的选择。
各级领导干部应率先“复制”、发扬这种大爱无私的精神，在工作中要多想群众的困难和疾苦，少想自己的位子、票子、孩子等，把更多的爱献给群众，多为群众办好事、送温暖，使干群关系更融洽，使我党更有凝聚力和战斗力。普通百姓也要“复制”、发扬这种大爱无私的精神，在日常工作和生活中，多些爱心，少些冷漠；多吃亏，别占便宜；多助人为乐，别损人利己；多大公无私，别自私自利。这样人与人之间更和睦，社会更和谐。
地震斗篷：让地震波远离建筑物等 第6篇
电影中，隐形斗篷可以轻轻松松帮助小魔法师哈利·波特骗过守门人以及他的猫。但法国和英国物理学家表示，隐形斗篷实际上也可以用来帮助建筑物免受地震破坏。这听起来是否太过科幻呢?答案是“不”。
目前，法国马赛菲涅耳研究所的斯特凡·伊诺克及其研究小组正在研究隐形斗篷背后的物理学其它方面的应用。他们的研究成果便是“地震斗篷”，能够让冲击波、暴风浪或者海啸在所遮蔽的物体面前变成“瞎子”，进而达到保护建筑物的目的。
这种斗篷是如何工作的呢?
地震波的两个主要分类——体波和面波，前者可以穿透到更深的地球内部，后者则在地表传播一这一点非常重要。伊诺克小组的研究发现显示，控制体波非常复杂，很难实现，但在常规工程学框架内对面波进行控制还是可以做到的。研究小组成员、英国利物浦大学的塞巴斯蒂安·古纳佑表示，由于面波的破坏性更大，如果能对其进行控制必然造福人类。
据悉，这种概念上的隐形斗篷将由几个大型同心塑料环制成，塑料环将紧贴地面。为了让面波平稳地通过塑料环，科学家必须对环的硬度和弹性进行密切控制。穿过这个斗篷的地震波将被压缩成在压力和密度方面均处于极小程度的波动，进而能够沿着一条快速通道传播。这条通道可以被设计成弓形，通过调整塑料环的特性引导地震波远离斗篷内的物体。一旦离开斗篷，地震波便立即回到最初的强度。
这些神奇的塑料环可以让建筑物在地震发生时“隐形”，除此之外，斗篷本身也是不可见的。根据古纳佑的建议，应该将地震斗篷安放在建筑物地基位置。为了保护一座横跨10米的建筑，每一个塑料环的直径需要在1至10米左右，厚度则在10厘米上下。
器官呵护器可移植跳动中的心脏
在心脏移植过程中，通常情况下心脏是停止跳动的，只有手术结束，主持医生才能重新“激活”心脏，让它重新跳动起来。现在不一样了，美国TransMedics公司研制出一套装置，可以让切下来的心脏一直保持跳动，移植手术的实施过程也变得更为容易。
TransMedics公司研制的“器官呵护系统”允许医生在心脏从捐献者体内摘除后最长12小时内为患者进行移植，而且心脏仍然保持跳动。相比之下，利用当前的冷冻技术，心脏在体外的标准存活时间只有4到6个小时。
据悉，这家总部设于马萨诸塞州的公司共筹集了2760万美元B系列资金。他们研制的机器可以为捐献的心脏提供温暖而富含营养物质的充氧血液，直至移植手术一切准备就绪。据了解，捐献的心脏被保存在一个无菌隔间，这个隔间与体内的环境类似，允许心脏在体外保持正常机能。借助于生命维持系统，TransMedies的机器同样可以利用一台无线连接的监视器完成诊断工作，这是实施心脏移植手术前医学必须要进行的一项工作。
地震 第7篇
1 计算模型及运动微分方程
1.1 力学模型
本文对平面框架结构进行水平和竖向地震耦合激励响应分析, 选用平面杆系模型, 如图1所示。
1.2 运动微分方程
结构平面内的运动微分方程总可写成如下形式:式中, -U-为结构节点相对地面的位移向量, -.U.g-为地面运动加速度, -M-、-C-、-K-分别为结构的总质量矩阵、总阻尼矩阵和总刚度矩阵, -I-为全1列阵。
1.3 单元刚度阵和质量阵
如图1所示框架结构, 结构单元刚度矩阵通过建立Hermite变形插值函数建立, 结构单元质量矩阵采用一致质量矩阵, 本文采用的单元刚度矩阵和单元质量矩阵如下所示:
式中, 为单元弹性模量、I为单元截面惯性距、l为单元的长度, ρ为构件密度, A为构件截面面积。
1.4 恢复力模型
恢复力曲线指结构或构件撤消外荷载后的变形曲线, 钢筋混凝土构件的恢复力模型非常复杂, 工程上为方便使用往往将其进行简化, 使其即方便计算又能满足工程的精度要求。本文采用平顶退化三线型模型, 恢复力模型特征参数的计算参考文献[6,7,8,9], 这里不作过多说明。
2 算例分析
本文采用时程分析法对结构进行弹塑性响应计算, 数值计算方法采用Wilson-θ法, 数据如下:
算例1:三跨八层对称框架, 柱截面600mm×600mm, 梁截面300mm×500mm, 梁跨度4m, 首层高度4.5m, 二至八层高3.3m。
算例2:四跨十二层非对称框架结构, 柱截面从左至右依次为500mm×500mm、500mm×600mm、600mm×600mm、500mm×600mm、500mm×500mm;梁截面从左至右依次为300mm×450mm、300mm×550mm、300mm×500mm、300mm×450mm, 相应跨度为3.0m、6.0m、5.0m、4.0m;首层高度4.2m, 其余层层高3.0m。
算例3:五跨十八层非对称结构, 柱截面从左至右依次为500mm×500mm、500mm×600mm、450mm×600, 450mm×600mm、500mm×600mm、500mm×500mm;梁截面从左至右依次为350mm×500mm、400mm×700mm、350mm×600mm、350mm×500mm、400mm×700mm, 相应跨度为3.0m、4.2m、3.3m、3.0m、4.2m;首层高度4.8m, 其余层层高3.3m。
所有算例的抗震等级均为8度, 所采用的地震波选用常用的美国El Centro波 (简称El波) , 地震波的水平分量峰值调整为400gal, 竖向加速度峰值调整为水平加速度峰值的2/3, 构件弹塑性恢复力模型选用平顶退化三线型模型。
本文分三种工况进行计算, 分析地震水平分量不同时刻的耦合对结构竖向地震响应的影响, 图2为本文用到的地震波三工况加速度时程曲线图 (未做峰值调整) 。
工况1, 同时输入水平分量和竖向分量, 使两分量振动最强烈部分重合;
工况2, 在竖向分量强烈段中期输入水平分量, 使水平分量强烈段与竖向分量衰减段中段重合;
工况3, 在竖向分量衰减段末期输入水平分量, 使水平分量强烈段与竖向分量末期稳定段重合。
以下给出输入El波经加速度峰值调整后的地震波结构响应的最大竖向层间变形图, 将结构的变形水平化表示。
3 结论与不足
3.1 结论
⑴底层总存在较大变形部位。其原因可能是, 地震波是通过基础向上传递, 结构首层是最先受到地震作用产生变形, 地震波在向上传播的过程中不可避免的有部分衰减;同时本文在计算中假设基础为绝对刚性的, 即在地震作用下不发生任何位移和变形, 使得首层的层间变形量相对较大。
⑵耦合作用下结构每层的变形均有放大, 边柱的放大倍数比中间柱的大;对应大开间或大进深的柱放大倍数比小开间或小进深的柱放大倍数要大。
⑶在结构高度的中间的某些层的变形相对其下一层突然变大, 而从该层向上又逐渐减小。总体来说边框架柱位于结构高度的中部偏下一些, 中间跨框架柱则位于结构高度的中部偏上一些。
⑷现场浇筑钢筋混凝土框架柱时, 混凝土配料中的粗骨料由于振捣下沉, 造成柱顶部混凝土中的粗骨料含量相对较少, 混凝土强度等级存在着相对较低的区域, 柱在这部分的混凝土容易被压溃和压断而破坏。
3.2 不足
由于作者个人水平和现实条件的有限, 本文还存在许多不足之处, 主要体现在以下几个方面:
⑴现实的结构是三维的, 地震作用下建筑结构振动也是复杂的三维空间振动, 本文将三维空间问题简化为二维平面问题, 与实际情况必然存在一定差别。
⑵本文将钢筋混凝土等效为各向同性材料, 而现实的钢筋混凝土材料是各向异性材料, 且未考虑下构件进入弹塑性后截面面积的减小。
⑶本文仅对地上结构进行了分析, 未考虑地基与上部结构的耦合作用。
总之, 地震是一种随机性很强的自然现象, 无法预测地震爆发的时间、地点以及强度, 本文仅仅对耦合了水平分量的竖向地震作用作了初步的探讨, 希望能给抗震设计计算提供一些参考。
摘要：1999年日本阪神大地震后, 人们发现结构产生了如建筑中间某层被挤压破坏且未整体倒塌、房屋楼层整体错位等震害现象。一直以来这些现象都被认为是竖向地震力作用的结果, 但都没有得到很好的解释, 本文对结构体系进行竖向地震响应分析时, 在竖向激励不同时刻输入水平地震激励, 以期通过耦合的地震作用来解释这些破坏现象, 为结构体系抗震设计做出一些贡献。
关键词：框架结构,水平地震作用,竖向地震作用,耦合作用,动力弹塑性时程分析
参考文献
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地震 第8篇
南北地震带贯穿中国大陆长达2000多公里, 是我国最大的活动地震带, 同时也是我国地质、地貌和地球物理的东西分界线。大地形变场动态演化对大区域构造应力场变化反应敏感, 因此对区域形变场动态演化与地震活动参数图像的综合对比研究, 具有理论和实践意义[1]。从上世纪80年代开始在南北地震带主要构造断裂带建立了大量短水准观测场地, 至今已经积累了20多年的数据资料。本文收集了南北地震带20年跨断层短水准资料, 利用应变强度比方法, 获得了应变强度比连续变化时空动态图像。汶川地震发生后, 我们着重分析了龙门山断裂带应变强度比梯度时空变化的非均匀性, 以期望得到与大震有关的地形变信息。
1 资料及方法介绍
我们收集了南北地震带1988年至2007年20年间跨断层短水准数据资料, 这些场地分布在祁连山断裂带、海原断裂带, 西秦岭断裂带、龙门山断裂带、鲜水河断裂带、小江断裂带、则木河断裂带、红河断裂带等南北地震带各主要断裂带上。在跨断层短水准数据资料的处理和分析中, 最为困难的就是异常信息的识别和提取, 再加之不同的测区跨断层短水准复测周期不同, 因此, 我们利用张希[2、3]等提出的应变强度比方法处理跨断层短水准资料, 可以根据不同的研究时段, 将不同复测周期的跨断层资料绘制在一张图件上。如果k代表观测年份, M代表总的观测年数, i代表第k年的第i个时段, N为每一年总的时段数, 依时间排列顺序为lk′l′-l (k′-1) l′, 则应变强度比SR为:
再对场地所有测段SR求均值, 就得到了该场地的SR值。此方法不仅可以消除由于水准测量中季节等环境因素的影响, 而且结合最小二乘配置对应变强度比进行拟合内插, 可以得到相应时段的应变强度比等值线图, 其结果能够较好的反映局部地区中长期趋势性背景信息。
2 应变强度比等值线图与地震活动性统计分析
我们利用此方法逐年绘制了应变强度比等值线图, 通过对南北地震带20年间的应变强度比连续变化的时空动态图像 (图1由于篇幅的限制只选择了典型图件展示) 与相关震例分析的研究发现:青藏块体东北缘及其周边6级左右或以上、川滇地区6级以上地震前一至两年或当年, 相关、大尺度构造或整个监测区应变强度比总体增强, 震中区及其附近或不远处多数呈现应变强度比高值区 (量值多在1.5以上) , 且以正高值为主, 或者大范围的正、负差异高梯度区, 此种情况占到统计地震的90%以上。如青藏块体东北缘地区的景泰和永登、民乐地震前;川滇地区的理塘、小金、宁蒗、姚安、大姚地震钱;武定、丽江地震前1年则表现为负高值区;托来南山地震、玉门地震和大姚地震在发震前反向。震后一段时间, 通常为1~3年可能出现调整状态, 相关大尺度构造区或整个监测区断层多动明显减弱或出现波动。应震效果来看, 青藏块体东北缘地区发生在祁连带中东段-海原西段的映震效果较好;川滇地区, 发生地震的震级在Ms6.5级左右及以上映震效果较好。地震多发生在断裂带的端点、拐点和分枝点处, 此类地震占到总震例的85%。
3 汶川Ms8.0级地震跨断层短水准异常分析
在场地的选取上考虑到跨断层短水准数据所能反映断层活动的范围具有一定的局限性, 故选取龙门山断裂带全部场地, 鲜水河和小江断裂带靠近震中的部分场地做为研究对象。
定义应变强度比梯度, 即用研究区域应变强度比的最大值减去最小值, 更加有利于阐述。
分析发现在1989~1990年梯度值在2.5~2.75之间相应发生四川巴塘3次6级以上地震;1993~1994年梯度值在5.0~5.5之间相应发生马边, 沐川两次5级以上地震 (图2) ;2003~2006 (考虑篇幅问题图略) 年梯度值在3.1~2之间应与汶川地震有关, 其余时间段梯度值均在2以下, 反映了震后的调整状态。
从应变强度比值的大小来看 (图3) , 龙门山断裂带及其周围, 在研究时间段1988~2007年应变强度比值为-0.59~1.68;地震活跃时段1988~1996年应变强度比值为-0.58~2.02;平静时段1997~2007年应变强度比值为-0.6~1.39。比较不同时段应变强度比值可以看出, 活跃时段比值大于研究时间段比值大于平静时段比值, 但总体来讲相差并不多, 最大差值仅为0.61。2003~2006年应变强度比值为-0.35~2.7, 较研究时段相差0.24~1.02, 说明自2003~2006年龙门山断裂带断层活动水平显著提高, 表现为震前应变加速积累过程;2007~2008年, 除有争议的耿达场地外, 绝大部分场地跨断层水准数据变化很小, 应为大震前的平静期。强震相对活跃时段也是地震带断层活动较强时段, 从南北地震带整体来看, 相对而言1988~1996年这9年是强震活跃期, 期间发生7级以上地震4次, 龙门山断裂带及其附近梯度值为2.8;1997~2007年这11年是强震较弱期, 期间无7级以上地震, 龙门山断裂带及其附近梯度值为2.19。相对活跃时段和平静时段, 龙门山及其周围的梯度值并没有随南北带地震活动而发生十分明显的变化, 表明龙门山断裂带一直长期处于应变积累状态, 并且这种状态并没有因为南北带在1988~1996年间发生的4次7级以上地震而发生显著变化。
4 分析结果及讨论
通过对应变强度比时空动态等值线图和南北地震带相关震例的对比分析, 特别是应变强度比梯度变化与汶川Ms8.0级地震的研究得出如下结论: (1) 南北地震带Ms6级左右及以上地震, 应变强度比往往出现正高值或正负差异高梯度值, 震后1~3年出现一定的调整现象。 (2) 应变强度比反应出在某些断裂带上映震效果较好, 或是在震级较大时映震效果较好, 分析原因应与跨断层场地的布设位置及灵敏度有关。因为跨断层场地属于短水准测量, 测段往往只有几十米或百余米, 不能确保每个场地每条跨断裂测段两端都在断裂构造线两侧。 (3) 结合汶川Ms8.0级地震着重对龙门山断裂带的分析表明:在青藏高原北东向推挤和四川盆地、华南块体阻挡的共同作, 自有资料的1988年开始龙门山断裂带就长期处于强烈的挤压状态。
跨断层短水准做为地震预报的常规监测手段之一, 能够反映出断层带构造运动, 但跨断层监测容易受到外界其它因素的干扰, 如降水, 气温、采矿和挖土等, 因此仍然需要不断的改善观测方法和数据处理技术, 使得观测资料更加接近实际的构造运动。一次大地震的孕育需要上千年时间, 对于地震预报而言, 跨断层资料仅有20多年的资料积累, 因此地震预报工作需要多种手段的综合分析和资料的长期积累以及分析方法的不断改进。
摘要：本文利用应变强度比和最小二乘配置方法, 处理了自1988年2007年近20年南北地震带跨断层短水准数据资料, 结合本区相关震例, 分析和总结了应变强度比时空动态图像的中长期预报方法。结合2008年汶川Ms8.0级地震着重分析了龙门山断裂带及其附近区域形变场的动态演化过程。
关键词：南北地震带,应变强度比,短水准,地震
参考文献
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地震 第9篇
地震波是强非平稳过程。地震波特性除频谱特性、有效峰值和持续时间外，峰值包络曲线也是影响地震反应的主要因素[1]。
为了研究地震波峰值包络曲线对结构地震反应的影响，需要保证地震波其他特性相同，如频谱特性、有效峰值和持续时间等。为此，由于不存在满足条件的天然地震波，需要人工生成满足条件的地震波。
1 人工地震波生成
人工地震波生成方法有多种，其中三角级数叠加法为最普遍的经典方法[2]。该方法的基本原理是，首先按照所采用的抗震设计规范或标准，根据地震烈度、场地类别等设计参数确定设计反应谱，也就是期望反应谱。通过期望反应谱近似地计算出人工地震波的功率谱，再根据功率谱得到的傅里叶幅值谱加上随机相位作傅里叶逆变换并加上峰值包络曲线，便可得到近似人工地震波;接下来计算近似人工地震波的反应谱，并用期望反应谱与计算反应谱的比值修改傅里叶幅值谱，重新生成人工地震波，不断进行循环迭代，直至反应谱在控制频率点处的误差处于允许的范围内。
人工地震波的时间间隔取0.02 s，持续时间为20 s，目标反应谱取GB 50011-2010建筑抗震设计规范中的6度区，地震设计分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，阻尼比取0.05，允许误差为5%，此时，地震波的有效峰值相同，频谱特性可以保证在允许误差范围内。如图1所示，人工地震波s1的峰值包络曲线为缓慢上升缓慢下降;人工地震波s2的峰值包络曲线为急剧上升缓慢下降;人工地震波s3的峰值包络曲线为无上升阶段，即衰减型。三条人工地震波的反应谱曲线与规范目标反应谱曲线如图2所示。
2 地震波峰值包络曲线对结构地震反应的影响
在结构有限元分析软件Midas Building中，建立一钢筋混凝土框架结构模型，框架结构平面布置如图3所示，框架跨度为6 m，共三跨。框架结构立面布置如图4所示，底层层高4.5 m,2层～6层层高3.9 m。框架梁柱截面尺寸见图3和图4。考虑填充墙、女儿墙等附加质量，框架楼面梁上施加15 k N/m的线荷载，在屋面梁上施加20 k N/m的线荷载。
地震波选取上述三角级数叠加法生成的三条人工地震波s1,s2和s3，利用软件Midas Building对上述钢筋混凝土框架结构进行地震波弹性时程分析，选择X单向，阻尼比为0.05，框架X方向前两阶周期见表1。
框架在三条人工地震波s1,s2和s3地面运动输入下各层层间位移角如表2所示，各层剪力如表3所示。
通过表2，表3数据可以看出，在三条人工地震波s1,s2和s3地面运动输入下各层层间位移角最大相对误差为28.97%，各层剪力最大相对误差为48.91%，数据表明:地震波峰值包络曲线是影响结构地震波反应的主要因素。
3 结语
根据目标地震反应谱，采用三角级数叠加法生成有效峰值和持续时间均相同，但峰值包络曲线不相同的一系列人工地震波。然后，运用Midas Building软件对一个6层钢筋混凝土框架结构进行地震波反应弹性时程分析。计算结果表明:地震波峰值包络曲线是影响结构地震波反应的主要因素。
参考文献
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地震 第10篇
一、选课要求
考虑各院系专业学生的主业课程设置与基础知识现实以及选课人数限制, 为了不浪费选课资源, 目前还是主要是针对有地质学基础的学生开设, 随着以后本课程的不断实践与总结完善会逐步向全校学生开放选课。2012年春季选课学生院系专业统计见表1, 2012年秋季选课学生院系专业统计见表2。
二、教学内容的组织
通识教育在教学内容上, 有别于专业课的专业教育, 重在“育”而非“教”, 在教学内容组织上切近实际, 使“博学与精专相统一”, 地震与地震灾害的“通识”与“专业”相融合, 满足地质类专业和非地质类专业学生的学习兴趣和个性化素质培养需求。所以, 教学内容组织以教学目的、教学目标为主线, 着重传授学生地震与地震灾害基础知识、抗震防震的法规措施, 提高和增强抗震防震减灾的意识。具体教学内容的组织和课时安排见表3。
三、教学方式的选择
充分利用现代化教育手段, 使地震与地震灾害理论与现实地震事件结合, 理性认识与视觉感性相结合。
1. 理论教学与案例结合。
对于课程中涉及到的重点、难点内容都力争联系实际地震事件和地震灾害讲解。在联系具体事件或实际案例的过程中, 引导学生对知识点的正确理解。
2. 地震实例讲解。
图片、录像片段、三维动画相结合, 从视觉与声音方面让学生感受地震, 感受地震灾害, 突出防震抗震的现实意义。以日本宫城地震、印度尼西亚苏门答腊岛地震、美国加州地震、印度古吉拉特邦地震为代表介绍世界上板缘地震发生特点以及地震后火灾、海啸等次生地震灾害。以我国唐山地震、汶川地震、台湾集集地震、玉树地震等近现期发生的地震为代表介绍中国内陆的板内地震发生特点及其地震的直接灾害和水灾、泥石流等次生地震灾害。播放有关唐山大地震的视频, 如近万名开滦煤矿工人“生死大营救”;日本阪神地震视频……通过大量图片让学生了解我国大陆活动断裂 (构造) 的分布及其活动性, 总结破坏性地震发生的地质条件、震源机制类型, 并进行具体数据对比说明抗震设防的重要性、我国最新抗震设防标准及其在抗震设防方面取得的成果。同时, 也让学生了解日本、美国抗震措施、建筑抗震结构等抗震防震领域的国际先进水准。
3. 课堂讨论。
就一些敏感的、有争议的、易于混淆的、各地抗震设防标准等问题展开课堂讨论。讨论涉及问题广泛具体, 如建筑抗震设防的意义、地震预测预报、抗震防震对策、各地抗震防震的标准、地震前兆与民间预测、地震谣言、汶川地震中最坚固的教学楼、中小学地震逃生演习等问题。同学们自主提问、回答, 教师给予引导, 课堂气氛活跃, 并对于是非题目给出正确答案, 对于正确的分析建议给予肯定。有学生介绍自己家乡的地震发生情况、抗震设防烈度、抗震防震状况, 并提出自己忧虑, 表示有机会一定给家乡的抗震减灾作宣传。也有同学参加过抗震防震社会实践活动, 形象生动地介绍了地震发生后如何正确避险、逃生、自救、互救或等待救援的基本常识。在课堂讨论中, 有学生自主介绍, 也有学生自问自答和老师提问学生解答, 老师掌控课堂秩序, 鼓励学生踊跃发言, 引导学生科学思维、发散思维、创造性思维, 锻炼了沟通能力, 强化了抗震防震减灾的意识和社会责任。
四、教学效果的考核
文字报告。由于学生来源于不同的院系专业, 基础知识掌握的程度有差异, 可以视具体情况选择几个题目范围。主要分为两种:读书报告。把所学的知识点串起来, 以读书报告的形式反映出来;科技论文。查阅信息资料、文献, 就地震监测、预报、抗震防震等涉及某个专业性比较强的问题进行分析论证, 得出结论。可以当作是科技论文的练习;课堂笔试。开卷, 可以带笔记参考书, 但必须独立完成。平时听课记录。最后课程成绩由文字报告成绩 (40%) 、课堂考试成绩 (40%) 、平时听课成绩 (20%) 综合构成。
通过书面调查, 同学们普遍反映良好, 掌握了许多有关地震和地震灾害方面的基础知识, 了解了许多抗震防震减灾的对策, 开拓了思路, 提高了抗震防震减灾意识。同时也反馈了一些具体问题, 如:有些地质学知识比较薄弱或不具备的学生听课比较吃力;节假日调课使通选课与专业课、实验课、社会活动冲突。有些问题教师可以自行解决, 有些问题需要学校教务、学生、教师共同协调解决。《地震与地震灾害》通识教育课, 目前还处于探索阶段, 既要体现通识教育的特点又区别于概论类课, 基础内容与专业性内容有合理比例切分, 要具有一定的学术标准, 随着课程的继续与总结, 一定会更有特点。
摘要：《地震与地震灾害》课程是面向全校地质类和相近地质类专业学生开设的通识教育课程, 体现了中国地质大学地学优势资源的共享。本文立足于《地震与地震灾害》通识教育课程的教学目标, 主要从教学内容的组织、学时安排、教学方式方法、教学效果考核几方面对该课程的教学实践与探索进行了介绍和总结。
关键词：通识教育,地震,地震灾害,抗震防震
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地震 第11篇
摘要：
2013年四川芦山“4·20”MS70地震和1994年美国Northridge MW67地震的近场同震位移均表现出破裂未达地表的特征，利用1999～2007年GPS资料对比分析了2次地震的震前变形特征与同震位移的关联性。结果显示，芦山震源区存在较为显著的挤压应变积累（挤压应变率方位角约为284°），沿芦山地震破裂节面剪切变形不明显；芦山地震的同震位移场表现为逆冲兼少量左旋特征，反映了整个孕震周期的应变积累特性，可能表明震前10余年的观测并不能代表整个孕震周期特征。Northridge地震前，地表变形表现为右旋-挤压特征，同震以逆冲破裂为主，近场表现出类似“圆屋顶形”的东西两侧水平运动和垂直向上运动，GPS观测到的震前变形与同震释放的变形存在一定程度的不一致性。相同震中距测点结果表明：Northridge地震的同震地表位移幅度明显大于芦山地震，前者震前挤压应变积累速度显著大于1999～2007年芦山地震震源区的应变积累背景。
关键词：芦山地震；Northridge地震；震前变形背景；GPS同震位移
中图分类号：P315725文献标识码：A文章编号：1000-0666（2016）03-0404-06
0引言
2013年4月20日发生的芦山MS70地震位于龙门山断裂带南段，该地震造成的地表位移以逆冲错动为主、靠近发震断层约50 km的上盘一侧表现出类似左旋应变释放特征，推测认为同震位移的特殊分布模式是由于破裂未达地表所致（武艳强等，2013）。数字地震学反演和野外地质考察结果均表明，芦山地震的同震破裂没有大规模出露地表（張勇等，2013；徐锡伟等，2013）。赵静等（2013）采用DEFNODE负位错反演程序，估算了芦山地震前龙门山断裂带的闭锁程度，结果表明汶川地震的发生加速了芦山地震的孕育过程。杜方等（2013）分析了芦山地震的基本参数、余震分布、序列衰减等特征，认为芦山地震与汶川地震是两次独立的地震事件。吕坚等（2013）利用小震分布和区域应力场拟合了可能存在的发震断层面参数，综合分析了芦山地震序列的震源深度、震源机制、震源破裂面特征，探讨了可能的发震构造。陈运泰等（2013）指出，芦山地震后，龙门山断裂带南段仍存在发生MW72～73地震的危险性。祝意青等（2013）根据流动重力资料预测了芦山地震的震中位置，证实区域重力场观测对强震震中位置的判定具有独到的优势。
与芦山地震类似，1994年1月17日发生在美国加利福尼亚州的Northridge MW67地震的同震地表位移分布也比较特殊，震源区近场表现出东西双向挤出和垂直向上运动，外围表现出逆冲位错为主，同样表现出破裂未达地表特性（Scientists of the US and the Sourthern California Earthquake Centre，1994； Yeats，Huftile，1995； Hudnut et al，1996）。Hudnut等（1996）用多种模型对该地震的GPS数据进行处理来分析变形特征，且对比了大地测量方法和地震学方法的异同。多位学者（Scientists of the US and the Sourthern California Earthquake Centre，1994；Yeats，Huftile，1995； Donnellan et al，1993）分析了Northridge地震震源附近断层和地质构造的演化特征以及其与Northridge地震之间的关系。Scientists of the US and the Sourthern California Earthquake Centre（1994）认为该地震的发震断层为隐伏断裂，且该隐伏断裂在发震后才被识别。两次地震的近场同震位移均表现出与外围不一致的特征，且震级相当又同属逆冲型地震（http：//wwwglobalcmtorg）。因此，利用震源区及附近的GPS资料，针对震前和同震变形场的对比分析对认识地震孕育与破裂方式具有现实意义。
本文首先对比分析了芦山地震和Northridge地震前的变形背景，识别出了龙门山断裂南段在震间期的应变积累空间差异特征，并在此基础上对比分析了两次地震的震前变形特征与同震位移的关联性，并讨论了同震位移量值上的差异。
1震前区域变形特征分析
11芦山地震前
中国地壳运动观测网络区域站于1999年开始大规模观测，至2007年共进行了4期观测。图1a给出了1999～2007年龙门山断裂带附近GPS速度场分布，数据解算采用GAMIT/GLBOK软件（Herring et al，2010a， b）和QOCA软件（Dong et al，1998）。首先利用GAMIT软件解算得到测站坐标和卫星轨道等参数的单日松弛解，然后利用QOCA软件选定分布于全球的85个框架点，解算得到ITRF2005框架下的速度结果，最后进行基准变换得到图1结果，具体数据处理细节可参见文献（牛之俊等，2005；梁洪宝等，2014，2015；占伟等，2016；陈长云，2016）。1999～2007年GPS结果显示龙门山断裂带北东段处于全线闭锁状态，表现为断裂带邻近区域观测不到显著的地壳变形，而远离断裂带的巴颜喀拉地块内部地壳运动相对明显，上述结果与前人关于汶川地震前龙门山断裂带应变积累速度的研究结果一致（张培震等，2008；江在森等，2009；李延兴等，2009）。
考虑到最小二乘配置方法在边缘效应、孤立奇异测点影响、误差分布、点位稀疏度影响等方面均表现出的优势（Wu et al，2011），基于该方法，图1b给出了研究区主应变率和面应变率分布。结果表明汶川地震震源区南西侧断裂的应变积累速度明显大于北东侧，断裂带中北段挤压兼右旋剪切变形特征明显，中南段以挤压应变积累为主，沿芦山地震破裂节面基本识别不到剪切变形。龙门山断裂带北西侧变形幅度从远离断裂带较大到靠近断裂带逐渐减小的特征，表明龙门山断裂带在震前较长时期已经积累了较高的应变能，致使有GPS观测以来无法观测到断裂带显著变形。
12Northridge地震前
Northridge地震震源区处于太平洋板块与北美板块交汇地区，震源位于圣安德列斯（San Andreas）断层附近的弯曲挤压区内，该区存在多组断层但没有一条为变形的主控断层，Northridge地震前该区发生过多次逆冲型地震（Scientists of the US and the Sourthern California Earthquake Centre，1994）。为了凸显Northridge地震孕震区的变形特征，利用Hudnut等（1996）提供的震前GPS数据扣除了研究区域的整体欧拉运动，图2a给出了该速度场分布，图中断层数据来源于Hudnut等（1996）和网站（http：//earthquakeusgsgov/hazards/qfaults/）。图2a的GPS速度场结果表明沿Northridge地震发震断层存在大规模的挤压和右旋剪切运动。利用图2a的GPS速度数据，图2b给出了最小二乘配置球面方法计算得到的该区的应变率场分布（武艳强等，2009；Wu et al，2011）。应变率结果表明研究区域以近南北向挤压、近东西向拉张变形为主，其中Northridge震源区以西及以南地区以近南北向挤压为主，震源区东北部存在显著的剪切变形。考虑到Northridge发震断层为NWW向，可知震前该断裂带存在右旋剪切-挤压应变积累背景，量级为10×10-8/a。另外，利用图2a全部数据作为输入，采用块体变形模型（李延兴等，2001）计算得到了该区应变率具体量值为：主张应变率为（104±10）×10-8/a、主压应变率为（-125±09）×10-8/a，主张应变率方向为（805±17）°，反映了该区的总体应变积累背景。本文所得到的Northridge地震震源区地壳变形特征与Dunnellon等（2011）的描述一致。
对比两次地震震前变形特征可知，Northridge地震前的应变积累速度显著大于汶川地震前芦山地震震源区的长期应变积累速度。
2同震变形差异特征分析
芦山地震和Northridge地震的震源机制结果均显示为逆冲型破裂（http：//wwwglobalcmtorg），多项研究结果表明破裂均未大规模出露地表（张勇等，2013；徐锡伟等，2013；Scientists of the US，1994；Yeats，Huftile，1995； Hudnut et al，1996），且地表位移分布较为特殊（武艳强等，2013；Hudnut et al，1996），图3给出了这两次地震的同震水平位移场分布。
对比图3a、3b结果可以发现，二者既有相同点，又存在显著差异。首先，远离震源区均表现为逆冲应变释放特征，与震源机制一致。从芦山地震震中位置到茂县—汶川断裂之间表现出典型的左旋应变释放特征，而从Northridge震中位置到San Gabrief断层间则表现出双侧挤出应变释放特征，且延伸的范围较大。其次，相同震中距测点的同震位移结果表明，芦山地震的同震位移量值明显小于Northridge地震。最后，垂向位移存在显著差异，芦山地震的同震仅有个别测点表现出显著垂直位移特征，如超过10 mm的测点仅包括LS05和LS06。对比而言，Northridge地震引起的垂向位移更加明显，如超过+100 mm的测点包括SAFE、SAFR、PICO、RESE、NEWH、NORT、CHAT、CHRN，主要分布于震源区北侧。
基于1999～2007年和2009～2011年GPS资料研究表明，汶川地震后龙门山断裂带南段的挤压应变积累速率显著增加，汶川地震在一定程度上加速了芦山地震的孕育发生（武艳强等，2013；刘晓霞等，2015）。同时，2008年汶川地震后到芦山地震前震源区附近表现出快速挤压兼左旋剪切地表变形特征，芦山地震同震过程表明地表应变释放过程为挤压兼少量左旋剪切错动，从二者的地表变形方式角度是自洽的。Northridge地震前的变形背景为右旋-挤压特征，地震破裂以逆冲破裂为主，近场表现出类似“圆屋顶形”的东西两侧水平运动和垂直向上运动（Hudnut et al，1996），从GPS观测资料本身二者存在差异，但NWW向同震挤出幅度大于SEE向的特征在一定程度上反映了震前该区的右旋剪切变形背景。
3讨论与认识
强震孕育发生与区域地壳变形特征密切相关，一般而言，震前的变形模式与同震应变释放具有对称性，但对于破裂未达地表的盲断层发震又有其复杂性。
首先，芦山地震和Northridge地震震前各具特点，Northridge地震前应变积累速率显著大于芦山地震前龙门山南段的应变积累速率。2次地震的同震变形也表现出显著差异，芦山地震表现出挤压兼少量左旋应变释放特征，其中逆冲应变释放与震前挤压应变积累特征具有对称性；Northridge地震表现出挤压兼东西双向挤出和垂直向上的“圆屋顶形”应变释放特征，与震前右旋-挤压应变积累存在差异，但NWW向同震挤出幅度大于SEE向的特征在一定程度上反映了震前该区的右旋剪切变形背景。
其次，Northridge同震与震前变形特征存在差异的原因有如下可能：由于该地震为隐伏断裂发震，破裂未达地表导致了地表位移分布的顶端效应；震源区存在多条断层，震前地表变形场为这些断层的共同作用结果，而同震位移主要反映了发震断层的破裂特征。另外，相同震中距测点结果表明Northridge地震的同震變形幅度明显大于芦山地震。
最后，由于芦山地震的发震断层并不是龙门山3条主干断裂（徐锡伟等，2013），同震位移结果显示该地震并未造成3条主干断层的解锁，因此此次芦山地震不足以释放掉主干断裂的应变积累。
感谢两位匿名审稿专家提出的建设性意见；本文部分数据来源于GPS数据中心和四川省地震局；龙门山断裂带南段的GPS临时连续测网的运转得益于四川省地震局测绘工程院的大力支持，在此一并表示感谢。
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地震 第12篇
2008年5月12日, 四川汶川发生里氏8.0级强烈地震, 数以万计的建筑物倒塌破坏, 人民生命和财产遭受巨大损失。60%的新建房屋和80%的老区建筑都遭到破坏, 其中尤以学校最具代表性。据统计数字, 超过1.2万所学校受到不同程度的破坏, 需要各种形式的改造、加固或重建……
建筑物垮塌造成的人员伤亡是地震中最大灾害因素。汶川大地震使人们有了共同的认识:“人的生命是最宝贵的, 有生命在, 就有希望。“尊重生命和强调人的安全得到了前所未有的关注, 这给我们一个重要的启示--建筑设计和建造不能忽视生命安全。我们不得不再次重新审视和检讨建筑设计中的防灾减灾问题。
2 反省与思考
地震与暴风雨、洪水等自然灾害的频繁发生, 给人们的生存环境带来极大的破坏, 给人民的生命财产造成巨大的损失。5.12地震唤醒了建筑师的良知, 时间过去了近一年, 人们渐渐忘却, 但痛楚犹在。作为建筑师如何承担起肩负的责任, 在职责范围内将灾害的损失控制在最小, 为公众利益、平民建筑服务, 而不是在奢华的温床中继续沉沦, 只为泡沫地产、形象工程和资本的炫耀服务。
建筑设计是需要经验支持的行业, 正是积累的技术财富, 才使我们有勇气承担更艰巨的设计挑战。对于建筑空间, 经过学习、尝试、完善、创新等实践, 逐渐形成成熟的设计经验, 不断提高空间创造水准, 并积累模式语言与技术资料, 形成相应建筑的设计导则, 增强建筑师在条件复杂与时间紧迫等情况下的应变与竞争能力。
作为建筑本身则应更多地关注实际的应用, 绝非仅仅是空间的创造, 艺术的再现, 重新审视我们的设计原则, 更多地关注建筑的性能和品质。由于地震中90%以上的伤亡都直接源于建筑的倒塌, 建筑的结构安全性自然是头等要事, 而建筑的体型、平面形状也同样至关重要。
建筑师们所熟知的《建筑十书》, 书中许多理念至今仍被视为建筑设计的原则。作者在书中写道:“建筑的设计原则应当是能够保持坚固、适用及美观。”虽然这是维特鲁威在罗马帝国时代提出的建筑原则, 但是2000多年来建筑教育和建筑设计基本上仍遵循着这三个原则。上世纪50年代, 苏联建筑专家倡导的“建筑就是艺术”的理念曾在我国建筑界引发较大规模的探讨, 但更适合我国国情的“实用、经济、美观”的建筑三原则很快统一了大家的思想。然而时过境迁, 随着国家经济的发展和国际交流的加强, 建筑师转而追求“创意”和“时尚”, 对传统的建筑三原则渐渐淡泊, 甚至认为“坚固、适用、美观”和“实用、经济、美观”的三原则只适用于“一般性”建筑。虽然不同类型的建筑对造型的要求并不相同, 个别建筑也可以为了造型不惜工本, 但这毕竟只是少数。对于灾区的重建工作, 对于未来的建设方向, 应该是朝着具有进步意义的新方向发展。
3 策略建议
安全与质量是毋庸质疑的设计考虑因素, 我们还想从其他方面谈谈我们的建议。
首先, 我们不妨借鉴一下台湾的新校园运动。他们在经历了921大地震后的校园重建中, 不但确定了目标和原则, 而且还为目标的实现作了积极的努力, 采取强有力的保障措施。新校园运动确定的目标与原则包括:
确保安全、健康、舒适的无障碍环境;落实高效能且符合功能的教学环境;营建作为小区终身学习及景观地标的核心设施;依据校园整体规划原则, 推动校园重建工作;组成校园规划重建小组, 落实开放公共参与;建立校园与学区、小区资源的整合与共享模式;确保校园重建期间, 学习与生活环境质量;永续发展的绿色校园环境。
然而, 徒具观念不足以实践。在推动以“新校园”为目标的重建工作之前, 台湾的教育委员会作了积极的努力:
第一, 建立透明公开的评选机制。
第二, 拟订真实明确的建筑计划书。
第三, 提供具体可行的设计规范。
新校园运动的重要原则, 如教育性、地区性、生态性、亲和性等, 已成为当今台湾设计工作者在从事校园设计时必然触及的议题。任何一个方案如未能包含这些议题, 应该不会被视为好的设计。
另外, 看看日本的状况。日本是一个多地震灾害国家, 他们有很多防震减灾的措施和经验。我们仅举一个小例子便可见一斑。
在日本城市的街上, 抬头望去, 很多楼房都带着室外的疏散梯, 谈不上美观但绝对实用。因为疏散梯最重要的功能就是疏散。节俭精明的日本人没有花费更多的金钱, 做无益、甚至是有损基本功能的事。回头看看我们的建筑, 楼梯却常常是我们喜欢装饰的部位。作为建筑师从消防的角度看, 室外平台和外楼梯对于火灾的疏散比仅设室内楼梯要安全很多。
学校里也有很多出现这样的室外疏散楼梯。而有关学生在校的安全问题, 日本法律对学校的责任是有明确的要求的, 凡属学校的责任由学校负责, 如果学校执行了严格的管理和措施, 学生出了意外, 学校是没有责任的。家长鼓励学生积极参与学校活动, 如果学生出了意外造成伤害甚至死亡, 家长也不会对学校追究。这不仅是法律, 也是一种对孩子对社会负责的社会风气。建筑师承担安全设计的责任, 教师承担教育的责任, 学生个体和社会同样需要承担自身那一份的责任。
通常, 建筑设计是遵照规范来执行的, 设计师根据当地规范, 满足条款就算完事大吉, 心安理得。殊不知, 规范只是一个最低极限, 而且是根据制定时的实际状况决定的, 有一定的局限性。时代在发展, 很多功能性强和复杂的设计任务不可能在规范中体现的那么具体, 需要建筑师根据设计时的实际状况和自己积累的经验作出正确的判断和取舍。
如绵羊九洲体育馆设计就是一个出色的案例。当时的规范规定抗震按六度设防, 而北京市建筑设计研究院的设计师根据他们的专业知识和经验积累, 决定按七度设防, 从而在5.12大地震中安全地保全了下来, 并为抗震救灾工作发挥了巨大的作用。这也体现了设计师的责任心不仅仅是照本宣科, 不负责任地完成工作而已, 而是真正地投入工作。
4 结束语
作为建筑师, 在设计上追求新、奇、特无可厚非, 体现了人们追求美的愿望, 实现超越自己的梦想。但是, 有一个前提, 那就是在满足安全的前提下, 其他的才会成为可能。如同一幢建筑, 没有扎实牢固的基础, 其他都是枉谈, 如同空中楼阁。灾害发生提醒我们, 需要注重对建筑抗震、防灾减灾、节能、高新技术等的基础研究, 在满足基本安全的前提下, 运用技术的手段追求创意, 也就是充满科技含量的创新才是有意义有生命力的创意。才是真正合格的建筑师的所为。
建筑师是城市建设的一分子, 我们要运用好科学发展观, 用科学的理念, 理性的思考和细致的工作, 来对待每一项设计工作。社会各项法律法规正逐步健全, 设计规范在逐步完善, 作为建筑师, 不能消极对待, 首先在建设的源头把好观, 打好底。坚守建筑师的职业道德, 把自己的职业优势融合到社会需要中去, 义不容辞地担负起应尽的社会义务。
摘要：通过对汶川大地震的回顾, 进行了地震灾害对建筑设计和人们心理的影响的研究, 重新思考作为建筑师在建筑设计中的作用和建筑设计所遵循的原则, 以及建筑师身上所肩负的责任。
关键词：地震,灾害,设计原则,安全,理性,责任
参考文献
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