地震強度指地震能量的大小，可用震級來表示。也指地震影響的大小，用烈度來表示。
地震強度是根據人們觀察到的地震對人、建築物和自然地物影響來確定的。隨著觀察者相對於震中位置的變化，地震強度在震區內的不同地點各不相同。
基本介紹
- 中文名：地震強度
- 外文名：earthquake strength
- 釋義：指地震能量和地震影響的大小
- 影響因素：震中距離、震源深度等
- 衡量體系：地震震級和烈度
- 常用震級：芮氏規模
概念,內容,套用與發展,
概念
地震強度是根據人們觀察到的地震對人、建築物和自然地物影響來確定的。隨著觀察者相對於震中位置的變化，地震強度在震區內的不同地點各不相同。
內容
地震強度的大小有兩類衡量體系：一是震級，震級反映地震釋放的能量，與其帶給建築的破壞程度無關，如在深源地震的情況下，震級可能很大，但卻幾乎不會給建築帶來任何破壞；二是烈度，烈度反映地震帶給某個特定地區的破壞程度(人類不用藉助儀器就可以直接觀察到的破壞，如建築破壞、地面裂縫等)。
震級
地震震級是度量地震本身強度大小的指標，它是地震的基本參數之一，用符號M表示。目前，國際上比較通用的是芮氏規模。
⑴芮氏規模
地震波是地震引起的震動在地球上的傳播；地震波的記錄運用的是稱為地震儀的儀器。地震儀記錄下來的曲折的跡線表示地震儀下面的大地振幅的不同。靈敏的地震儀對大地的運動進行放大，因而能夠探測到地球上任何一個地方發生的強烈地震。地震的時間、地點以及量級都可以通過地震儀上記錄的數據來確定。
芮氏規模由加利福尼亞理工學院的查爾斯·F·里克特創立於1935年，它是一種比較地震大小的數學方法。震級的確定依據的是地震儀記錄的地震波幅的對數，震級計算公式中還包含了為補償地震儀與震中之間距離的不同所作的種種調整。在芮氏規模中，地震量級是用整數和十進制小數來表示的。例如，5.3級可以被估算為中度地震，6.3級可以被定為強度地震。由於芮氏規模是通過對數原理來計算的，整數增加一倍即表示所測量到的波幅擴大了十倍；作為對能量的估計，整數增加一級則表示釋放出的能量比前一個相關的整數值擴大了31倍。許多大地震，如1964年發生在阿拉斯加的“黑色星期五”地震的震級達到了8.0級或者更高，在全世界，平均每年都要發生一次這種規模的地震。雖然芮氏規模沒有上限，目前已知的最大規模的地震只達到了8.8級到8.9級。
隨著越來越多的地震觀測站在世界上的建立，人們明顯地看到，里氏創立的方法僅僅對於特定的頻率和一定的距離範圍才有效。為了發揮遍布全球的越來越多的地震觀測站的作用，在芮氏規模原型的基礎上發展出了許多新的震級標準，其中包括體波震級“mb”和表面波震級“MS”。每一種震級只適用於特定的頻率範圍和地震信號類型，而每一種震級的有效範圍都與芮氏規模相當。
⑵修正麥氏震級強度
地震強度的大小由一系列特定的重要反應所構成，比如人們從睡夢中驚醒、家具移動、煙囪被毀壞以及最終造成的徹底破壞。在過去的幾百年里，儘管人們已經提出眾多的強度等級來測量地震帶來的影響，目前美國使用的仍是修正麥氏強度震級(MM)。修正麥氏強度震級是由美國的地震學家哈里·伍德和弗蘭克·諾伊曼於1931年創立的，它包括12個依次遞增的強度級別，從察覺不到的輕微震動到災難性的破壞，都是用羅馬數字表示的。它沒有什麼數學上的依據，而只是根據觀察到的現象對地震強度進行認定。對於非專業人士而言。地震發生後，將修正麥氏震級強度套用於某一具體地點地震的嚴重性測定要比用來測定震級會更具有意義，其原因是，地震強度表明的是該地點實際遭受地震影響的大小。
按照震級的大小，地震可以分為以下幾種：
①微震，M<2，人們無感覺，只有儀器才能記錄下來；
②有感地震，2≤M≤4，人有感覺，但無破壞發生；
③破壞性地震，M>5；
④強烈地震或大震，M>7；
⑤特大地震，M>8。
烈度
對同樣大小的地震，若震源深度、離震中的距離和土質條件等因素不同，則其帶給地面和建築物的破壞也不一樣。若僅用震級來表示地震動的強弱，還不足以區別地面和建築物破壞輕重程度。對於一次地震，表示地震大小的震級只有一個，而同一次地震中，不同地方的烈度是不同的。一般來說，地震烈度隨著震中距的增大而減小，震中烈度通常是最大的。
通過對場地的調查研究和人群的問卷調查，可以確定一個地區的地震烈度。調查結果通常以等烈度線的形式反映在地震烈度圖上。對應於一次地震，在受到影響的區域內具有相同烈度的各個地點的外包線，稱為等烈度線。等烈度線表明了地震破壞在地理上的分布情況，也指出了地形以及不同類型的土層在放大或減弱地震作用中所起的作用，通常鬆散土層比堅硬土層烈度要高。此外，等烈度線的形狀有助於地下斷層的定位，它們的間距則有助於確定地震能量以及震源深度。
我國將地震烈度分為12個烈度，具體劃分標準及其描述如下：
1度，無感，僅儀器能記錄到；2度，微有感，特別敏感的人在完全靜止中有感；3度，少有感，室內少數人中在靜止中有感，懸掛物輕微擺動；4度，多有感，室內大多數人和室外少數人有感，懸掛物擺動，不穩器皿作響；5度，驚醒，室內大多數人有感，家畜不寧，門窗作響，牆壁表面出現裂紋；6度，驚慌，人站立不穩，家畜外逃，器皿翻落，簡陋棚舍損壞；7度，房屋損壞，地標出現裂縫及噴沙冒水；8度，大多數建築物破壞，路基塌方，地下管道破裂；9度，建築物普遍破壞，鐵軌彎曲；10度，建築物普遍摧毀，道路毀壞，山石大量崩塌，水面大浪撲岸；11度，房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毀，地表發生很大變化；12度，建築物毀壞，地形劇烈變化，動植物遭毀滅。
套用與發展
1、小波分析作為一種新興的理論，是數學發展史上的重要成果。小波分析已經廣泛套用於理論數學、套用數學、信號處理、語音識別與合成、自動控制和圖像處理與分析等領域。同傳統的傅立葉分析相比，小波分析的最大優勢在於可以同時在時頻兩方面實現局部化分析。研究學者套用小波分析理論對地震波的瞬時譜進行估計，此時的瞬時譜可以考慮地震動的頻率非平穩性；然後將估計的瞬時譜帶入三角級數模型生成人工地震波。為了擬合給定設計反應譜，研究者將生成的人工地震波的小波譜進行適當的調整直至人工地震波的反應譜與設計反應譜相一致，從而生成與給定設計反應譜相一致的地震波。為了研究地震強度對結構反應的影響，研究者使用CANNY程式對兩個抗震設防等級為8度的建築進行了彈塑性時程分析，並對結構在10條實際地震波和15條人工地震波作用下彈塑性時程分析的結果和輸入地震波的各種控制指標的關係進行了對比分析。結果表明，早先提出的基於小波分析的地震強度指標由於考慮了地震動的時頻局部化特性，可以較好的評估地震動強度對結構的影響。
2、採用基於狀態相關的剪脹理論的臨界狀態砂土模型，以SUMDES2D為有限元平台，對直接建造在基岩上的心牆堆石壩進行了1組抗震性能計算，分析了壩體在不同的地震強度下的動力回響，以研究地震強度對土石壩變形機理的影響。計算結果表明，地震強度越大，地震所引發永久變形和局部變形就越大;局部土單元的動力回響，揭示位於壩體上游壩坡馬道附近單元由於密實度小，在應力不大的情況下就達到材料的臨界狀態，隨著地震強度的增加，該部位由穩定逐步過渡到"臨界狀態"，而後沿著臨界狀態線發展，土單元由穩定逐步過渡到"流動變形"。
3、近幾年來，在一些已開發國家，基於機率理論的新一代抗震性能評估方法已開始用於特定建築物的抗震性能評估。研究基於全機率理論的新一代抗震性能評估方法，並將其套用於我國建築結構的抗震性能評估，對於減災防災和提高建築結構的抗震性能有重要意義。以FEMA P-58的抗震性能評估流程為框架，結合我國建築結構的特點和規範要求，以某一單個建築物為對象，採用有限元分析軟體PERFORM 3D和抗震經濟性能評估分析軟體PACT，用增量動力分析(IDA)方法進行建築物各個強度狀態的易損性分析;用基於強度的性能評估方法，依據構件易損性分組和人員流動模型，得到包括人員傷亡、修復和重建造價以及居住中斷時間等建築性能的機率分布，為我國建築結構的抗震性能評估提供了參考。
