地震工程學(xué)概述胡聿賢先生認(rèn)為《地震工程學(xué)》是溝通工程地震和結(jié)構(gòu)抗震學(xué)科間的橋梁。隨著地震工程理論與實(shí)踐的發(fā)展，地震工程學(xué)所涵蓋的領(lǐng)域越來(lái)越寬。以工程地震和工程抗震為核心的地震工程學(xué)正朝著系統(tǒng)減災(zāi)的方向邁進(jìn)。全面把握地震工程學(xué)研究領(lǐng)域的眾多細(xì)節(jié)的越來(lái)越困難，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)性的理論體系尤為重要，它是我們?cè)诟蛹舛说那把仡I(lǐng)域開展研究工作的前提。1地震災(zāi)害2地震工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容3地震工程學(xué)的發(fā)展概況4地震工程學(xué)的特點(diǎn)5地震工程學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1、地震災(zāi)害地震是人類面臨的重要自然災(zāi)害之一，在過(guò)去的20世紀(jì)里，因地震死亡人數(shù)平均每年達(dá)成17000人，即使不涉及唐山地震的人員傷亡，平均死亡人數(shù)也達(dá)成10000人/年。地震導(dǎo)致的劫難是多方面的，以多種方式引起結(jié)構(gòu)物破壞和人員傷亡，從房屋倒塌到火災(zāi)、海嘯、瘟疫、滑坡。20世紀(jì)地震災(zāi)害導(dǎo)致的絕對(duì)死亡人數(shù)沒有減少的趨勢(shì)，當(dāng)然考慮到人口的增長(zhǎng)，死亡人數(shù)占總?cè)丝诘南鄬?duì)比例在下降。由于城市化進(jìn)程的加快，地震災(zāi)害導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失和保險(xiǎn)損失增長(zhǎng)迅速。1995年阪神地震導(dǎo)致1000億美元的損失，預(yù)示著假如地震發(fā)生在東京、洛杉磯、舊金山等其他更大的城市時(shí)，損失會(huì)更大。東日本大地震2023年3月11日（星期五）世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)05時(shí)46分23秒，即\o"日本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間"日本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間14時(shí)46分23秒，震中位于\o"仙臺(tái)市"仙臺(tái)市以東的\o"太平洋"太平洋海域約130km處，距日本首都\o"東京"東京約373千米。按\o"氣象廳(日本)"日本氣象廳震度階級(jí)計(jì)算方法計(jì)算，本次地震震級(jí)為\o"矩震級(jí)"矩震級(jí)規(guī)模8.8級(jí)。地震發(fā)生之初，\o"美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局"美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布本次地震的規(guī)模為\o"矩震級(jí)"矩震級(jí)規(guī)模7.9級(jí)，后數(shù)次將震級(jí)修正為8.1級(jí)、8.8級(jí)、8.9級(jí)，再于3月13日上午與\o"日本氣象廳"日本氣象廳共同修訂至9.0級(jí)。日本東北地區(qū)太平洋沿岸及北海道東部沿岸都受到了海嘯的侵襲，高度最高達(dá)40.5米。日本氣象廳對(duì)東北、關(guān)東太平洋沿海地區(qū)發(fā)出大海嘯警報(bào)。宮城縣、巖手縣、福島縣等地遭到地震過(guò)后海嘯，沿海地區(qū)遭到毀滅性的破壞。截至日本時(shí)間12月29日，地震導(dǎo)致至少15,846人死亡、3,320人失蹤、傷者6,011人，遭受破壞的房屋1,135,446棟，為日本二戰(zhàn)后傷亡最慘重的自然災(zāi)害。損失總額約1.36萬(wàn)億人民幣。（東日本地震已發(fā)現(xiàn)15848具遺體，3305人仍下落不明）汶川地震2023年5月12日14時(shí)28分04秒，四川汶川、北川，發(fā)生8級(jí)強(qiáng)震。這是新中國(guó)成立以來(lái)破壞性最強(qiáng)、波及范圍最大的一次地震。本次地震重創(chuàng)約50萬(wàn)平方公里的中國(guó)大地！為表達(dá)全國(guó)各族人民對(duì)四川汶川大地震遇難同胞的深切哀悼，國(guó)務(wù)院決定，2023年5月19日至21日為全國(guó)哀悼日。自2023年起，每年5月12日為全國(guó)防災(zāi)減災(zāi)日。汶川地震宏觀烈度與等震線2023年5月12日14時(shí)28分，四川汶川發(fā)生8.0級(jí)地震，截至1997.1-2023.2.11大于7級(jí)地震-中國(guó)地震網(wǎng)世界地震帶地震震中分布集中的地帶，稱為地震帶。從世界范圍看，有些地區(qū)沒有或很少有地震，有些地區(qū)則地震頻繁而強(qiáng)烈。地震帶往往與活動(dòng)性很強(qiáng)的地質(zhì)構(gòu)造帶一致。據(jù)世界震中分布規(guī)律，大體可以劃分以下幾個(gè)地震帶：(1)環(huán)太平洋地震帶全世界約80％的淺源地震，90％的中源地震和幾乎所有深源地震都發(fā)生在這一帶。所釋放的地震能量約占全世界能量的80％，但其面積僅占世界地震總面積的一半。此地震帶，在太平洋西部大抵從阿留申群島，向西沿堪察加半島、千島群島，至日本諸島、琉球群島，至我國(guó)臺(tái)灣島，過(guò)菲律賓群島、伊里安島，南至新西蘭為止。在太平洋東部，大體從阿拉斯加西岸，向南經(jīng)加里福尼亞、墨西哥（在中美有一分支，稱為加勒比或安的烈斯環(huán)）、秘魯，沿智利至南美的極南端。這一帶也是著名的火山帶，它與中、新生帶褶皺帶和新構(gòu)造強(qiáng)烈活動(dòng)帶是一致的。(2)地中?！柴R拉雅地震帶這是一條橫跨歐亞大陸，并涉及非洲北部，大體呈東西方向的地震帶，總長(zhǎng)約15000km、寬度各地不一，在大陸部分常有較大的寬度，并有分支現(xiàn)象。太平洋地震帶外幾乎其余的較大淺源地震和中源地震都發(fā)生在這一帶。釋放能量占全世界地震釋放總能量的15％。此地震帶西起葡萄牙、西班牙和北非海岸，東去經(jīng)意大利、希臘、土耳其、伊朗至帕米爾北邊，進(jìn)入我國(guó)西北和西南地區(qū)；南邊沿喜馬拉雅山山麓和印度北部，又經(jīng)蘇門答臘、爪哇至伊里安，與環(huán)太平洋帶相接。這一帶也有許多火山分布。(3)大洋中脊（海嶺）地震帶①大西洋中脊（海嶺）地震帶自斯匹次卑爾根島經(jīng)冰島向南沿亞速爾群島、圣保羅島等至南桑德韋奇群島、色維爾島，沿大西洋中脊分布，向東與印度洋南部分叉的海嶺地震帶相連。②印度洋海嶺地震帶由亞丁灣開始，沿阿拉伯—印度海嶺，南延至中印度洋海嶺；向北在地中海與地中?！蟻喌卣饚噙B；向南到南印度洋分為兩支，東支向東南經(jīng)澳大利亞南部，在新西蘭與環(huán)太平洋帶相接；西支向西南繞過(guò)非洲南部與大西洋中脊地震帶相接。③東太平洋中隆地震帶從中美加拉帕戈斯群島起向南至復(fù)活節(jié)島一帶，分為東西二支，東支向東南在智利南部與環(huán)太平洋地震帶相接；西支向西南在新西蘭以南與環(huán)太平洋地震帶和印度洋海嶺地震帶相連。以上三帶皆以淺源地震為主。(4)大陸斷裂谷地震帶分布于一些區(qū)域性斷裂帶或地塹構(gòu)造帶，重要有東非大斷裂帶，紅地塹，亞丁灣及死海，貝加爾湖以及太平洋夏威夷群島等。此帶重要為淺源地震。中國(guó)重要地震帶我國(guó)位于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發(fā)育。20世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)共發(fā)生6級(jí)以上地震近800次，遍布除貴州、浙江兩省和香港特別行政區(qū)以外所有的省、自治區(qū)、直轄市。中國(guó)地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大、震源淺，分布廣，是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國(guó)家。192023以來(lái)，中國(guó)死于地震的人數(shù)達(dá)55萬(wàn)之多，占全球地震死亡人數(shù)的53%；1949年以來(lái)，100多次破壞性地震襲擊了22個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)，其中涉及東部地區(qū)14個(gè)省份，導(dǎo)致27萬(wàn)余人喪生，占全國(guó)各類災(zāi)害死亡人數(shù)的54%，地震成災(zāi)面積達(dá)30多萬(wàn)平方公里，房屋倒塌達(dá)700萬(wàn)間。地震及其他自然災(zāi)害的嚴(yán)重性構(gòu)成中國(guó)的基本國(guó)情之一。中國(guó)地震重要分布在五個(gè)區(qū)域：臺(tái)灣地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)、華北地區(qū)、東南沿海地區(qū)和23條地震帶上。我國(guó)的地震活動(dòng)重要分布在五個(gè)地區(qū)的23條地震帶上。這五個(gè)地區(qū)是：①臺(tái)灣省及其附近海域；②西南地區(qū)，重要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區(qū)，重要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區(qū)，重要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海的廣東、福建等地。 我國(guó)的臺(tái)灣省位于環(huán)太平洋地震帶上，西藏、新疆、云南、四川、青海等省區(qū)位于喜馬拉雅-地中海地震帶上，其他省區(qū)處在相關(guān)的地震帶上。中國(guó)地震帶的分布是制定中國(guó)地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)的重要依據(jù)。?世界十大自然災(zāi)害（據(jù)聯(lián)合國(guó)，1947-1980）熱帶氣旋（颶風(fēng)、臺(tái)風(fēng)）、地震、洪澇、雷暴與龍卷風(fēng)、雪災(zāi)、火山爆發(fā)、熱浪、雪崩、滑坡、潮汐與海嘯?中國(guó)是受災(zāi)最嚴(yán)重的國(guó)家之一人員損失巨大（7/17次5萬(wàn)人，4/4次20萬(wàn)人）分布廣成災(zāi)比率高?近年來(lái)的三大自然災(zāi)害地震、風(fēng)災(zāi)、溫室效應(yīng)（極端氣候）2、地震工程學(xué)的發(fā)展概況地震工程學(xué)的發(fā)展是隨著人們對(duì)地震災(zāi)害結(jié)識(shí)的不斷進(jìn)一步和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而推動(dòng)的，經(jīng)濟(jì)和生命的代價(jià)也激勵(lì)人們不斷提高抵御自然災(zāi)害的能力，在順應(yīng)自然的前提下達(dá)成征服自然，較少損失，減輕災(zāi)害。可以說(shuō)地震的不斷發(fā)生推動(dòng)了地震工程學(xué)學(xué)科的發(fā)展。（1）20世紀(jì)前的地震事件歷史上最早一條關(guān)于地震的記載在公元前1831年（1652年），“夏帝發(fā)七年泰山震”（胡聿賢）132年漢代人張衡（78-139）發(fā)明侯風(fēng)地動(dòng)儀；1556年1月23日（明嘉靖34年12月）陜西關(guān)中大地震，“……壓死官吏軍民奏報(bào)有名者八十二萬(wàn)有余1755年11月1日，葡萄牙里斯本發(fā)生地震，法國(guó)、瑞士、意大利北部乃至歐洲大部地區(qū)均有震感，地震引起了火災(zāi)、海嘯等次生災(zāi)害，60000~1001755年11月18日，馬薩諸塞州首府波士頓附近發(fā)生地震；，NewMadridCounty,Missouri，USA，發(fā)生震群型地震；1857年1月9日，加利福尼亞發(fā)生地震；1886年查爾斯頓地震，鐵軌彎曲，火車被掀翻；地基土液化（2）20世紀(jì)初期的地震事件1920234月18，舊金山地震加里福尼亞洲歷史上最嚴(yán)重的地震，也是地震工程學(xué)發(fā)展史上最重要的地震之一。地震導(dǎo)致了被觀測(cè)到的最長(zhǎng)斷層破碎帶（430公里），最大水平位移達(dá)成6.4米，跨越斷層的道路中斷，水管破裂。地震及引起的火災(zāi)導(dǎo)致2023余人死亡，財(cái)產(chǎn)損失達(dá)5.24億美元。由于水管破裂，無(wú)法保證消防用水的供應(yīng)，大火燃燒了3天，舊金山地區(qū)28000棟房屋被毀，80%是由于火災(zāi)所致。人們不僅關(guān)注地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響，同樣關(guān)注火災(zāi)對(duì)結(jié)構(gòu)材料的影響，具體的災(zāi)害調(diào)查表白：體型較好的建筑物沒有嚴(yán)重受損，假如有較好的防火性能，則能在地震和火災(zāi)后幸存。該地震給人們留下了一下經(jīng)驗(yàn)：1.鋼及鋼筋混凝土房屋在較大的地震中受損較輕微；2.“大地震將會(huì)在50-12023重現(xiàn)，期間沒有地震發(fā)生；火災(zāi)將導(dǎo)致嚴(yán)重的損失；3.加州的房屋抗震設(shè)計(jì)規(guī)范并未因本次地震事件而修改，抗震設(shè)計(jì)；該地震導(dǎo)致：1.啟動(dòng)了地震作用（效應(yīng)）方面的現(xiàn)代研究和記載;2.瑞德的彈性回跳學(xué)說(shuō)產(chǎn)生,20世紀(jì)60年代成為板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)的一部分；3.地震周期的概念.（活躍期、安靜期）4.美國(guó)地震學(xué)會(huì)成立–(BSSA)19202312月28，意大利墨西拿地震\o"192023"192023發(fā)生在\o"意大利"意大利\o"西西里島"西西里島第二大城市\(zhòng)o"墨西拿"墨西拿的一場(chǎng)7.5級(jí)的大\o"地震"地震，地震引發(fā)近海掀起局部\o"浪"浪高達(dá)12米的\o"海嘯"海嘯。是\o"歐洲"歐洲有史以來(lái)死亡人數(shù)最多的地震和海嘯。地震發(fā)生在本地時(shí)間\o"192023"192023\o"12月28日"12月28日凌晨5時(shí)25分。震源位于墨西拿附近的海底，地震波及了\o"墨西拿海峽"墨西拿海峽對(duì)岸的\o"雷焦卡拉布里亞"雷焦卡拉布里亞。兩座城市均被毀，大地下陷了0.6米，墨西拿人口的一半約7.5萬(wàn)人喪生。巨大的人員傷亡，促使政府指派9位有經(jīng)驗(yàn)的工程師和5位專家研究地震，制定工程抗震設(shè)計(jì)的建議。1.啟動(dòng)了實(shí)用的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)代;2.第一部采用等效靜力法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的建議（第1層的設(shè)計(jì)水平力為1/12樓層以上建筑物重量；2、3層的設(shè)計(jì)水平力為1/8樓層以上建筑重量）；1923年9日本處在四大板塊（歐亞、太平洋、菲律賓、北美）交匯處，地震活動(dòng)頻繁。1923年9月1日11：58am，關(guān)東地震發(fā)生。盡管相模灣的海濱以及房總半島也遭受地震、3-6米海嘯，以及地面抬高2米等災(zāi)害的重創(chuàng)，但橫濱和東京等城區(qū)受災(zāi)最為嚴(yán)重.地震發(fā)生在中午做飯時(shí)間，因而引起大火，同時(shí)由于炎熱，干燥和大風(fēng)等天氣條件，加之水管破裂，消防用水短缺，因而引發(fā)了嚴(yán)重的火災(zāi)。關(guān)東大地震啟動(dòng)了地震工程研究的新時(shí)代：1.初期的基礎(chǔ)隔震技術(shù)–柱底采用球形搖軸支座(RiuitchiOka,岡隆一)2.柔性建筑物得到認(rèn)可.(KenzaburoMashima,眞島健三郎)砌體結(jié)構(gòu)抗震性能最差，另一方面是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)都具有較好的抗震性能。3.Dr.TachuNaito(內(nèi)藤多仲)贊同采用剛性建筑物，他認(rèn)為抗震設(shè)計(jì)的三個(gè)重要因素是：結(jié)構(gòu)剛度,合理的橫向力分派,減小彈性振子的自振周期，使其小于地震的也許周期.關(guān)東大地震后，建筑規(guī)范隨即得到改善，并在橫濱和東京的重建中生效。1.限制木結(jié)構(gòu)建筑物最大高度，增長(zhǎng)支撐;2.砌體結(jié)構(gòu)需要增長(zhǎng)胸墻;3.鋼結(jié)構(gòu)建筑增設(shè)附加支架或支撐，以增長(zhǎng)柱與梁連接的剛度；4.改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計(jì).1925年圣芭芭拉地震，1933年長(zhǎng)灘地震圣芭芭拉地震發(fā)生于6：42am，人們大多沒上班，因此盡管重要商業(yè)街的建筑大多受損，部分倒塌，但沒有導(dǎo)致更多的人員傷亡。由于不利的地質(zhì)條件，結(jié)構(gòu)抗震性能差，地震損失加重。房屋倒塌，其中校舍普遍受損嚴(yán)重，導(dǎo)致大量學(xué)生傷亡。這兩次地震損害雖不太嚴(yán)重，但對(duì)工程和建筑規(guī)范的進(jìn)展產(chǎn)生了積極影響：制訂了第一部包含抗震規(guī)定的現(xiàn)代規(guī)范:UBC-1927（盡管是非強(qiáng)制條款）研制了強(qiáng)震儀（1931完畢設(shè)計(jì)，1932使用），并于1933年長(zhǎng)灘地震中獲得有史以來(lái)第一條強(qiáng)震記錄，具有里程碑意義。由于大量沒有加筋的砌體結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)灘地震中毀壞，特別是一些校舍，使得加州采納了一下規(guī)定：1嚴(yán)禁修建沒有加筋的砌體結(jié)構(gòu)；2加州的所有建筑必須滿足強(qiáng)制性抗震規(guī)定：即提供相稱于結(jié)構(gòu)重量3%的橫向強(qiáng)度；洛杉磯8%。3校舍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，平面布置，監(jiān)理有了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。為加州的結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐以及后來(lái)各類建筑物的建筑規(guī)范規(guī)定提供了借鑒。（3）20世紀(jì)中期的地震事件1952年地震致使46厘米厚的鋼筋混凝土隧道墻體開裂，兩隧道出口縮短約2.5m，鋼軌彎曲成S型曲線。新一代結(jié)構(gòu)工程師和地球科學(xué)家對(duì)地震進(jìn)行了具體的調(diào)查，幾年后發(fā)表“加州工程師協(xié)會(huì)推薦的橫向力需求”（藍(lán)皮書）。成為第一本美國(guó)地震區(qū)的關(guān)于抗震規(guī)定的規(guī)范，此后成為世界各國(guó)競(jìng)相效仿的關(guān)于抗震需求和建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范。1960年這是一起記錄到的最大地震，矩震級(jí)為9.5。地震引起的海嘯導(dǎo)致了智利海岸的毀壞，也給夏威夷和日本帶來(lái)了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；同時(shí)地震引起的地基下陷永久改變了該地區(qū)大部分的海岸線，引起內(nèi)澇；地震47小時(shí)后，引起火山噴發(fā)。1952年在加州大學(xué)洛杉磯分校召開了”地震和爆炸效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響交流會(huì)”.1956年在加州大學(xué)伯克利分校召開了首屆”地震工程國(guó)際會(huì)議”。1960年在第二屆WCEE上，建議成立國(guó)際地震工程協(xié)會(huì)(IAEE)，作為IAEE的官方期刊，1972年地震工程研究領(lǐng)域最有影響的刊物“地震工程與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)”(EESD)創(chuàng)刊。（4）第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)1964年地震持時(shí)達(dá)成3分鐘，地震引起滑坡。豎向位移（與海平面的相對(duì)位移）從抬高11.5米到下陷2.3米，絕對(duì)位移大約是13-15m。地震引發(fā)的海嘯浪高達(dá)成67m，給阿拉斯加海灣，加拿大和美國(guó)西海岸導(dǎo)致了損失。阿拉斯加地震有兩個(gè)顯著影響：影響限度大，范圍廣。地理效應(yīng)促進(jìn)了美國(guó)地球科學(xué)的發(fā)展，此地震的記錄文獻(xiàn)比較完善；地震對(duì)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的影響(剪力墻的抗震作用)，給結(jié)構(gòu)工程師以警示，為建筑規(guī)范在后續(xù)的十年中的重要變革提供了思緒。1964年本次地震的真正意義在于對(duì)某些顯著失效的因素的技術(shù)調(diào)查及判別-----地基液化（一個(gè)在多次大地震中出現(xiàn)的自然現(xiàn)象）。1971年2月9日盡管新建建筑滿足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，但由于建筑柱缺少橫向約束，導(dǎo)致破壞。其他地上和地下公共設(shè)施都受到損壞。盡管沒有觀測(cè)到明顯的斷層，但地裂縫和滑坡導(dǎo)致了廣泛的破壞。加州圣費(fèi)爾南多地震對(duì)工程師的影響不在于人員和經(jīng)濟(jì)的損失，而是：1工程師對(duì)于現(xiàn)代建筑在中檔強(qiáng)度的地震下發(fā)生破壞感到震驚；2該地震得到約100條強(qiáng)震記錄，使強(qiáng)震記錄數(shù)量增長(zhǎng)了一倍。新動(dòng)向：上述地震使得巖土和結(jié)構(gòu)工程師結(jié)識(shí)到：建筑規(guī)范需要改善，現(xiàn)役結(jié)構(gòu)需要增長(zhǎng)減輕地震災(zāi)害的措施。在19世紀(jì)70年代：UBC規(guī)范在1973，1976年進(jìn)行了修訂，增長(zhǎng)了橫向力需求，修訂了屋頂-墻間有缺陷的細(xì)部構(gòu)造以及鋼筋混凝土柱的橫向鋼筋間距。ATC著手起早新的建筑抗震規(guī)范；對(duì)液化現(xiàn)象的調(diào)查，不久出現(xiàn)了實(shí)用的分析液化也許性的工程工具；注重城市地區(qū)電力，水和其他基礎(chǔ)設(shè)施地震危險(xiǎn)性的生命線地震工程的誕生；美國(guó)啟動(dòng)了壩體安全性計(jì)劃；1977年，1977地震災(zāi)害減輕行動(dòng)，95-124法案獲得通過(guò)。（5）第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)1985年9月19日本次地震極不尋常，并應(yīng)其廣泛關(guān)注的因素是距震中400公里的墨西哥中心城區(qū)遭受重創(chuàng)，大量人員傷亡，這在通常情況下是不也許發(fā)生的。究其因素：1、這是一個(gè)強(qiáng)遠(yuǎn)震（M=7.9），高頻成分大大衰減，在墨西哥城堅(jiān)硬土上記錄到的PGA僅為0.03-0.04g，但長(zhǎng)周期部分的地震波在到達(dá)該地區(qū)時(shí)仍具有巨大的能量；2、自身獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造，墨西哥城地處一個(gè)被活火山包圍的盆地，排水均被收集其中：a.市區(qū)西部為山麓小丘區(qū)，堅(jiān)硬場(chǎng)地；b.湖區(qū)，由火山灰沉積而成，軟弱場(chǎng)地，具有較大的彈性應(yīng)變能力，自振周期約為2s；c.變化區(qū)3、墨西哥老城及許多高層建筑均位于湖區(qū)，假如沒有好的基礎(chǔ)，建筑物的沉降極大，因而導(dǎo)致破壞；4、遠(yuǎn)震的長(zhǎng)周期與場(chǎng)地的卓越周期匹配，因而得到放大，在過(guò)渡區(qū)與湖區(qū)邊沿實(shí)測(cè)的PGA為0.18g；5、軟弱場(chǎng)地上被放大的地震動(dòng)作用于自振周期為1.0-1.5的建筑結(jié)構(gòu)上，致使其發(fā)生損傷或者剛度減少，結(jié)構(gòu)周期進(jìn)一步延長(zhǎng)，與放大的反映譜發(fā)生二次共振。1988年1970年代建造的現(xiàn)代混凝土房屋在本次地震中遭受了嚴(yán)重破壞，而不是本地占重要的建筑形式-----老式的未加筋的石砌房屋。因素是面對(duì)住房短缺和城市化浪潮，規(guī)劃者減少了新的多層建筑標(biāo)準(zhǔn)，將建筑高度從5層提高到9層。兩次地震后，高層建筑的安全性問題突出。1989年下午5時(shí)04分（星期二），地震持時(shí)20s，由圣.安德烈斯斷層發(fā)生破裂引起。震中區(qū)引發(fā)了大量的滑坡，奧克蘭、舊金山地區(qū)發(fā)生了砂土液化和海嘯。嚴(yán)重的災(zāi)害涉及：1、奧克蘭的一座雙層橋梁倒塌；2、舊金山-奧克蘭海灣橋有一孔落梁；3、舊金山地區(qū)許多房屋倒塌，隨著著火災(zāi)；由于許多人回家觀看比賽，故人員傷亡損失較小；1994年在震級(jí)、發(fā)震時(shí)間、發(fā)震日期等方面與1971年圣費(fèi)爾南多地震類似，主震后的幾周時(shí)間內(nèi)隨著著大量的余震。一些場(chǎng)地上實(shí)測(cè)的最大加速度超過(guò)了1.0g，最大為1.8g。Caltrans投資計(jì)劃在2023年前加固加州境內(nèi)的所有橋梁；加快了洛馬地震后啟動(dòng)的項(xiàng)目；聯(lián)邦政府在減災(zāi)的研究方面加大了資金投入，如鋼節(jié)點(diǎn)；一些大學(xué)也加快了他們的加固項(xiàng)目；1995年民居破壞嚴(yán)重；神戶市中心商業(yè)區(qū)三宮附近的中層建筑（6-12）倒塌嚴(yán)重，由于受到垂直于斷層的長(zhǎng)周期速度脈沖的作用，破壞多是朝北的！神戶中心區(qū)60%的房屋受損，20%的房屋完全倒塌或部分倒塌。大阪與神戶間有阪神高速和灣岸高速，地震中致使阪神高速（建于1960年代中后期）發(fā)生嚴(yán)重破壞，近500米橋梁所有垮塌。高架的鐵道結(jié)構(gòu)和車站受到不同限度的破壞，地下結(jié)構(gòu)、港口受損。引發(fā)火災(zāi)1999年地面沉降與砂土液化生命線工程（電力，通訊、鐵路、公路、煤氣及水管道）抗震馬爾馬拉地區(qū)的迅速發(fā)展修建了眾多不規(guī)則建筑，導(dǎo)致了不合理的橫向力體系，具有空心粘土瓦填充的無(wú)延性鋼筋混凝土框架，與薄弱層共同作用導(dǎo)致了薄煎餅式的損毀。1999年許多高層建筑受損（由于薄弱層的影響），斷層錯(cuò)動(dòng)。2023年1月26日Earthquakeengineeringisthescientificfieldconcernedwithprotectingsociety,thenaturalandtheman-madeenvironmentfromearthquakesbylimitingtheseismicrisktosocio-economicallyacceptablelevels.Traditionally,ithasbeennarrowlydefinedasthestudyofthebehaviorofstructuresandgeo-structuressubjectto\o"Seismicloading"seismicloading,thusconsideredasasubsetofboth\o"Structuralengineering"structuraland\o"Geotechnicalengineering"geotechnicalengineering.However,thetremendouscostsexperiencedinrecentearthquakeshaveledtoanexpansionofitsscopetoencompassdisciplinesfromthewiderfieldof\o"Civilengineering"civilengineeringandfromthe\o"Socialsciences"socialsciences,especiallysociology,politicalsciences,economicsandfinance.地震工程學(xué)是一個(gè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可接受的水平上限制地震風(fēng)險(xiǎn)，關(guān)注保護(hù)社會(huì)、自然和人為的環(huán)境的科學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)意義上，它被狹義地定義為研究承受地震荷載時(shí)結(jié)構(gòu)和巖土結(jié)構(gòu)的行為，因此被視為結(jié)構(gòu)工程和巖土工程的一個(gè)子集。然而，近期地震帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失，使得其研究范圍得以擴(kuò)大，涵蓋更廣泛的土木工程領(lǐng)域和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，特別是社會(huì)學(xué)、政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和金融學(xué)科。Themainobjectivesofearthquakeengineeringare:Foreseethepotentialconsequencesofstrong\o"Earthquakes"earthquakeson\o"Urbanareas"urbanareasandcivilinfrastructure.Design,constructandmaintainstructuresto\o"Seismicperformance"performatearthquakeexposureuptotheexpectationsandincompliancewith\o"Buildingcode"buildingcodes.地震工程的重要目的是：預(yù)見到城市地區(qū)和民用基礎(chǔ)設(shè)施上的強(qiáng)震作用下的潛在后果；按照建筑法規(guī)設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)結(jié)構(gòu)，使其在地震作用時(shí)達(dá)成預(yù)期的抗震性能。岡本（1973）：地震工程學(xué)是由廣泛的知識(shí)，涉及：地球物理、地理學(xué)、地震學(xué)，振動(dòng)理論，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、材料動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)工程和施工技術(shù)等的集成。更確切的說(shuō)，地震工程是運(yùn)用這些知識(shí)去達(dá)成一個(gè)目的：保證結(jié)構(gòu)物在地震中的安全。豪斯奈（1984）：地震工程學(xué)是包含為減小有害地震影響而采用的所有的非技術(shù)和技術(shù)努力。有害地震影響涉及生命安全、以及社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的和其他后果。胡德生（1988）：地震工程學(xué)已經(jīng)不久從以過(guò)去地震的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究發(fā)展成為以一個(gè)知識(shí)體系為科學(xué)依據(jù)的工程領(lǐng)域?？死颍?992）：地震工程學(xué)是一個(gè)在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)、生命線系統(tǒng)和其他特殊結(jié)構(gòu)時(shí)，以合理的代價(jià)換取可以接受的地震安全水平。德維多維奇（1992）：地震工程學(xué)的目的就是定義抵御也許地震作用的有效方法。第一個(gè)目的就是保護(hù)生命和建筑物安全，但是減少經(jīng)濟(jì)損失也越來(lái)越重要。胡德生（1992）：地震工程學(xué)包含著非常廣泛的活動(dòng)：社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、政治的以及科學(xué)技術(shù)的。所有這些方面都是為地震工程的總目的服務(wù)--防止地震成為劫難。基礎(chǔ)的研究發(fā)展成為以一個(gè)知識(shí)體系為科學(xué)依據(jù)的工程領(lǐng)域。地震工程包含著從科學(xué)與工程的不同分支而來(lái)的多學(xué)科領(lǐng)域，其目的是把地震危險(xiǎn)控制在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可以接受的水平。研究?jī)?nèi)容1.地震動(dòng)地震動(dòng)作為結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的輸入，是工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能與抗震減災(zāi)理論的基礎(chǔ)，是地震工程學(xué)與地震學(xué)的交叉點(diǎn)。地震工程學(xué)側(cè)重于從地震地質(zhì)背景、強(qiáng)震觀測(cè)、地震動(dòng)特性、地震動(dòng)模擬、震害現(xiàn)象分析等方面來(lái)關(guān)注地震動(dòng)。而地震學(xué)則側(cè)重于震源物理機(jī)制及模擬，震相分析、地震的強(qiáng)度及分布規(guī)律來(lái)研究地震動(dòng)。2.工程結(jié)構(gòu)地震反映工程結(jié)構(gòu)地震反映涉及抗震實(shí)驗(yàn)與理論分析兩項(xiàng)內(nèi)容，通過(guò)實(shí)驗(yàn)（靜力實(shí)驗(yàn)、擬動(dòng)力實(shí)驗(yàn)和動(dòng)力實(shí)驗(yàn)）現(xiàn)象獲得對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物動(dòng)力性能的了解，以指導(dǎo)抗震設(shè)計(jì)，具有直觀、費(fèi)用昂貴的特點(diǎn)。而理論研究則重要以結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、土動(dòng)力學(xué)、隨機(jī)振動(dòng)理論，動(dòng)力可靠度理論等為基礎(chǔ)，通過(guò)仿真分析研究結(jié)構(gòu)體系的抗震性能，具有可反復(fù)，費(fèi)用省的特點(diǎn)。3.抗震減災(zāi)理論抗震減災(zāi)理論涉及：抗震設(shè)計(jì)理論、結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論、地震危險(xiǎn)性分析、震害預(yù)測(cè)理論、防災(zāi)規(guī)劃、災(zāi)害控制理論，其目的是為了減輕和控制地震災(zāi)害。特點(diǎn)地震工程學(xué)屬于綜合型應(yīng)用學(xué)科，除具有應(yīng)用學(xué)科的一般特點(diǎn)外，還涉及：地震工程學(xué)是一門理論與實(shí)踐結(jié)合的學(xué)科，除了需要系統(tǒng)的理論知識(shí)外，尚有賴于強(qiáng)震觀測(cè)、震害經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)研究等經(jīng)驗(yàn)背景；強(qiáng)震觀測(cè)是研究地震動(dòng)的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)的重要依據(jù)；對(duì)震害經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，是人們進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)、完善抗震技術(shù)和開拓研究領(lǐng)域的重要依據(jù)；實(shí)驗(yàn)研究是豐富地震工程學(xué)內(nèi)容，改善和完善地震工程學(xué)理論的有力手段。地震作用是動(dòng)力荷載，與靜力荷載相比：1）荷載大小與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性（質(zhì)量分布與剛度分布）有關(guān)；2）真實(shí)的地震荷載時(shí)一種不規(guī)則的循壞往復(fù)荷載，其解具有時(shí)間概念；3）具有更大的隨機(jī)性，導(dǎo)致抗震設(shè)計(jì)不能完全依靠強(qiáng)度安全儲(chǔ)備。由于地震作用在強(qiáng)度上的不擬定性，結(jié)構(gòu)物也許在未來(lái)強(qiáng)震中進(jìn)入塑性狀態(tài)，因而結(jié)構(gòu)非線性地震反映分析是地震工程學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，特別是考察往復(fù)荷載作用下結(jié)構(gòu)累積損傷的非線性變化過(guò)程。此外，隨著地震動(dòng)差動(dòng)臺(tái)陣強(qiáng)震數(shù)據(jù)的豐富和大跨度空間結(jié)構(gòu)的修建，考慮復(fù)雜地震動(dòng)輸入的結(jié)構(gòu)反映成為地震工程學(xué)領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。由基于隨機(jī)振動(dòng)理論的結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性理論、與結(jié)構(gòu)隔震、減震技術(shù)相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論和議災(zāi)害預(yù)測(cè)學(xué)、系統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)控制論為基礎(chǔ)的防災(zāi)規(guī)劃論的萌芽，標(biāo)志著地震工程學(xué)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)新的階段。地震問題的本質(zhì)：劫難及預(yù)備狀態(tài)產(chǎn)生地震劫難的因素：地震地面運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱；人口及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模與分布；對(duì)地震來(lái)臨的準(zhǔn)備限度。地震危險(xiǎn)性的定義、評(píng)估與控制某一個(gè)場(chǎng)地、不同場(chǎng)地或建筑物指定的壽命期間，，地震導(dǎo)致的社會(huì)或經(jīng)濟(jì)后果等于或超過(guò)某個(gè)特定值的也許性。評(píng)估和控制某一場(chǎng)地地震危險(xiǎn)性，需要以下環(huán)節(jié)：1、估計(jì)場(chǎng)地的地震活動(dòng)性；2、預(yù)測(cè)重要影響地震危險(xiǎn)性的地震地面運(yùn)動(dòng)；3、評(píng)價(jià)這些地震地面運(yùn)動(dòng)是否會(huì)產(chǎn)生下述潛在危險(xiǎn)；4、預(yù)測(cè)這些地震地面運(yùn)動(dòng)是否會(huì)導(dǎo)致地基失效；5、評(píng)估設(shè)施體系的性能；6、評(píng)價(jià)是否也許出現(xiàn)下面的事件；7、投資收益分析。地震工程學(xué)與地震學(xué)兩者都以地震為研究對(duì)象，關(guān)系密切，類似于細(xì)菌學(xué)與醫(yī)學(xué)、水文學(xué)與水利工程之間的關(guān)系。即后者需要以前者的研究成果為基礎(chǔ)，前者需要從后者去實(shí)現(xiàn)其最終目的。地震學(xué)研究地震動(dòng)，重要是通過(guò)宏觀調(diào)查，研究其強(qiáng)度及分布規(guī)律，并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，預(yù)測(cè)和模擬未來(lái)地震；而地震工程學(xué)則從工程著眼，在了解未來(lái)發(fā)生地震的時(shí)間、強(qiáng)度、頻度和地點(diǎn)的前提下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)物抗震設(shè)計(jì)，以保證安全。地震學(xué)研究的重要目的是地震自身而不是地震動(dòng)（地震震源和地球介質(zhì)的特性）地震工程學(xué)的研究目的是地震動(dòng)自身（三要素），是地震動(dòng)與結(jié)構(gòu)振動(dòng)之間的關(guān)系，而不是或重要不是地震自身。地震工程學(xué)與土木工程學(xué)土木工程學(xué)是一個(gè)古老的學(xué)科，地震工程學(xué)可以認(rèn)為是它的一個(gè)新分支。地震工程學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，受到土木工程需要的推動(dòng)。地震工程學(xué)與社會(huì)學(xué)地震引起的損失，除直接經(jīng)濟(jì)損失外，尚有社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失等多方面間接損失，大地震影響范圍廣，災(zāi)害影響到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。為了有效的減輕地震災(zāi)害導(dǎo)致的損失，可以從地震工程和社會(huì)組織兩方面采用防止措施，有效的社會(huì)組織，如地震知識(shí)宣傳、強(qiáng)化防震減災(zāi)意識(shí)、加強(qiáng)抗震救災(zāi)組織，應(yīng)急預(yù)案和快速的應(yīng)急響應(yīng)體系是減少人員傷亡、盡早恢復(fù)生產(chǎn)和正常生活的有效途徑。課程的重要參考資料涉及：胡聿賢，《地震工程學(xué)》，地震出版社，1988李杰、李國(guó)強(qiáng)，《地震工程學(xué)導(dǎo)論》，地震出版社，1992A.K.Chopra,DynamicsofStructures:Theory&ApplicationtoEarthquakeEngineering,PrenticeHall,2023W.F.Chen,EarthquakeEngineeringHandbook,CRC,2023YousefBozorgnia,EarthquakeEngineering-FromEngineeringSeismologytoPerformance-BasedEngineering,CRC,2023W.F.Chen,EarthquakeEngineeringforStructuralDesign,Taylors,2023CharlesK.Erdey,EarthquakeEngineering-ApplicationtoDesign,JohnWiley,2023R.W.Day,GeotechnicalEarthquakeEngineeringHandbook,McGraw-Hill,2023ICodesandSpecificationsonSeismicDesignFederalHighwayAdministration(FHWA)CaltransAASHTOIIEarthquakeInformation(EarthquakeGroundMotionDatabase)(PEER,USA)(NIED，Japan)(NCEDC,USA)(NEIC,USGS,USA)IIIResearchonEarthquakeEngineeringCaltransEERC(EarthquakeEngineeringResearchCentre)（Berkeley,CA）(Abstractcanbeaccessed)EERL(EarthquakeEngineeringResearchLaboratory,Pasadena、CA)EERI(EarthquakeEngineeringResearchInstitute,USA)PEER(PacificEarthquakeEngineeringResearchCentre)DPRI(DisasterPreventionResearchInstitute,Japan)(Manyusefullinks)獨(dú)立行政法人土木研究所（Japan）http://.go.jp/index.htmlIRIS(IncorporatedResearchInstitutionsforSeismology,NCREE(國(guó)家地震工程研究中心,中國(guó)臺(tái)灣)期刊目錄：BulletinoftheSeismologicalSocietyofAmericaEarthquakeEngineeringandStructuralDynamicsEarthquakeSpectrumBulletinofEarthquakeEngineeringJournalofEarthquakeEngineering地震學(xué)報(bào)地震工程與工程振動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)土木工程學(xué)報(bào)ProceedingsofWorldConferenceonEE.(1956第1屆舊金山，2023第14屆中國(guó)北京2023第15屆葡萄牙里斯本)……由于時(shí)間關(guān)系，講稿中的引用的圖片未注明出處，特此聲明！第一章地震工程學(xué)的初期發(fā)展和當(dāng)代目的1.1緒論1.2地震工程學(xué)的誕生與成長(zhǎng)十九世紀(jì)后期諸多事件和1906舊金山大地震的重創(chuàng)1908墨西拿大地震與1923關(guān)東（東京）大地震1925—1933年的發(fā)展1933美國(guó)長(zhǎng)灘大地震的重創(chuàng)1933—1959年：建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展EERI(美國(guó)工程地震研究所)的建立1952年和1956年的會(huì)議1960年以來(lái)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)在地震工程學(xué)上的應(yīng)用1960年國(guó)際地震工程學(xué)聯(lián)合會(huì)的建立關(guān)于美國(guó)地震工程學(xué)初期發(fā)展的進(jìn)一步閱讀材料1.3自從1960年以來(lái)的地震工程學(xué)地震工程學(xué)的概念與目的的發(fā)展地震結(jié)識(shí)、地震災(zāi)害與設(shè)防的現(xiàn)實(shí)地震風(fēng)險(xiǎn)的概念，評(píng)測(cè)與控制地震工程學(xué)的跨學(xué)科性1.4地震工程學(xué)最近的事件、發(fā)展與未來(lái)的挑戰(zhàn)1.5結(jié)束寄語(yǔ)1.1緒論

本章節(jié)介紹了特別是美國(guó)的地震工程學(xué)的初期發(fā)展，簡(jiǎn)短地談到了1960年以前影響地震工程學(xué)發(fā)展的重大事件，以及對(duì)地震問題的結(jié)識(shí)，導(dǎo)致發(fā)生地震災(zāi)害的影響因素和地震設(shè)防的重要性。之后的內(nèi)容涉及了自從1960年發(fā)生的各種影響事件，地震工程發(fā)展與取得的進(jìn)步，還談及了地震工程學(xué)的未來(lái)挑戰(zhàn)，以及最后附上的結(jié)束寄語(yǔ)1.2地震工程學(xué)的誕生與成長(zhǎng)

本節(jié)簡(jiǎn)短的討論了特別是美國(guó)地震工程學(xué)的歷史，由于地區(qū)范圍的限制，地震工程學(xué)的全史超過(guò)了本章的范圍；由此只選擇性的討論了與地震工程學(xué)聯(lián)系密切的事件與人物。僅談?wù)撁绹?guó)地震工程學(xué)的發(fā)展而不提及他國(guó)的重要發(fā)現(xiàn)顯然是不也許的。因此，會(huì)概述某些他國(guó)重要密切的發(fā)現(xiàn)。

根據(jù)哈德森（Hudson、1992）的說(shuō)法，地震工程學(xué)既是一個(gè)古老的事物也是一個(gè)新鮮的事物。假如說(shuō)，地震工程學(xué)是人類故意識(shí)的提高人造建筑的抗震能力的嘗試的話，那這的確很古老，中國(guó)3000數(shù)年的地震史就驗(yàn)證了這一點(diǎn)。另一方面，假如被看作多學(xué)科共同努力下的科學(xué)成果的話，相對(duì)的這又是一個(gè)新鮮事物。通過(guò)本章節(jié)，我們強(qiáng)調(diào)的是要關(guān)注地震工程學(xué)的現(xiàn)代科學(xué)性。正像許多學(xué)者（比如豪斯那（Housner，1984）；Usami，1988；哈德森Hudson，1992）表達(dá)的，根據(jù)EE的定義，很難擬定一個(gè)精確的地震工程學(xué)發(fā)展的時(shí)間表。但是，不同時(shí)期發(fā)生的事件和活躍活動(dòng)都和地震災(zāi)后調(diào)查，抗震設(shè)計(jì)方法和抗震設(shè)防的改善相關(guān)聯(lián)，這已經(jīng)確認(rèn)的了；討論即以此為開始。1.2.1十九世紀(jì)后期諸多事件和1906舊金山大地震的重創(chuàng)

十九世紀(jì)晚期至20世紀(jì)初期，對(duì)地震及其效應(yīng)的愛好開始在日本，意大利和美國(guó)（特別是加州）（弗里曼Freeman，1932；豪斯那Hounser，1984；Usami，1988；哈德森Hudson，1992；Elnashai，2023）興起。這重要是由當(dāng)時(shí)一系列的大地震導(dǎo)致的，比如1855年日本江戶（東京）地震（Usami，1988），1891年濃尾地震（豪斯那Hounsner，1984）和1923年關(guān)東地震，192023美國(guó)加州的舊金山大地震，192023意大利的墨西拿大