工程地质学 第三章 地震工程地质研究
工程地质课后练习及答案
《土木工程地质》课程复习题绪论一、名词解释1、工程地质学:工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。
2、工程地质条件:工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。
包括地层的岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌。
二、简答题1、工程地质条件的要素是什么？答：地形地貌、岩土类型及工程地质性质、地质结构、水文地质、物理地质现象以及天然建筑材料等六个要素。
第一章地质作用一、名词解释1、河流阶地：由河流作用形成沿河谷两侧伸展、且高出洪水位的阶梯状地形。
2、风化壳：地球表面岩石圈被风化后形成的残积层。
是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的产物。
3、风化作用：地球表面的岩石受太阳辐射、温度变化、氧、二氧化碳、水和生物等的联合耦合作用，发生崩解破碎、化学性质改变与元素迁移的现象。
4、变质作用：地壳中的岩石，当其所处的环境变化时，岩石的成分、结构和构造等常常也会随之变化，而达到新的平衡关系的过程。
5、地质作用：地质作用，是指由于受到某种能量(外力、内力、人为）的作用，从而引起地壳组成物质、地壳构造、地表形态等不断的变化和形成的作用6、岩浆作用：岩浆发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程。
7、地震作用：地震引起的作用于建筑物上的动荷载。
水工建筑物的地震作用主要包括地震惯性力和地震动水压力，其次为地震动土压力。
8、内力地质作用：就是形成和改变地球的物质组成，外部形态特征与内部构造的各种自然作用。
包括岩浆作用，地壳运动，地震，变质作用9、外力地质作用：外力地质作用是指由地球以外的能源，也就是由太阳能和日月引力能等所引起的地质作用。
10、地壳运动：指包括花岗岩- 变质岩层(硅铝层)和下部玄武岩层(硅镁层)在内的整个地壳的运动。
广义的指地壳内部物质的一切物理的和化学的运动，如地壳变形、岩浆活动等；狭义的指由地球内营力作用所引起的地壳隆起、拗陷和各种构造形态形成的运动。
二、填空1、岩石的风化程度可根据岩石的矿物颜色、结构、破碎程度、坚硬程度等方面情况确定。
工程地质教学大纲
工程地质教学大纲第一章：引言工程地质学是一门研究工程地质条件和地质工程问题的学科，是地质学的一个分支。
工程地质教学旨在培养学生对于地质工程问题的认知和解决能力。
本大纲旨在明确工程地质教学的目标、内容和评估方法，为教师和学生提供指导。
第二章：课程目标本课程旨在培养学生对工程地质学的基本理论和实践能力，使其能够理解和评估地质因素对工程建设和环境造成的影响，掌握基本的地质调查和评估技术，为工程项目的规划、设计和施工提供基础支持。
第三章：课程内容3.1 工程地质学基础知识3.1.1 地质学基本概念3.1.2 工程地质学的发展和应用领域3.1.3 工程地质调查和评估方法3.1.4 地质图解和地质图解释3.2 土壤力学基础3.2.1 土壤的组成和性质3.2.2 土壤力学参数的测定与应用3.2.3 地基基础工程及其设计原则3.3 岩石力学基础3.3.1 岩石的分类和特性3.3.2 岩石力学参数的测定与应用3.3.3 岩石工程地质问题分析与解决3.4 地震与工程地质3.4.1 地震的基本知识和地震波传播特点3.4.2 地震对工程的影响及其防护措施3.4.3 地震灾害评估与减灾3.5 地质灾害与预防3.5.1 地质灾害的分类和形成原因3.5.2 崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的评估与治理方法 3.5.3 地下水和地下水污染对工程的影响及预防措施3.6 工程地质勘查3.6.1 工程地质勘查的目的和方法3.6.2 钻孔与采样技术3.6.3 岩土工程试验方法与分析第四章：教学方法和评估方式4.1 教学方法4.1.1 理论讲解与案例分析相结合的教学方法4.1.2 实地考察与实验教学相结合的教学方法4.1.3 学生自主学习与小组讨论相结合的教学方法4.2 评估方式4.2.1 期中考试4.2.2 期末考试4.2.3 课堂表现和参与度评估4.2.4 课程论文或实验报告第五章：参考资料1. 邵飞，陈希民，黄光杰. 工程地质基础[M]. 中国水利水电出版社，2009.2. 刘玉文. 地质工程（上册）[M]. 人民交通出版社，2007.3. 《地质学报》，《地质快报》等地质学专业期刊。
工程地质学课件第三章岩溶工程地质研究
岩溶地区工程建设的注意事项
充分了解岩溶发育规律
加强勘察工作
在工程建设前，应充分了解岩溶发育的规 律和特征，评估其对工程的影响程度。
在工程建设前，应加强地质勘察工作，了 解岩溶发育的规模、形态、分布等特征， 为工程设计和施工提供依据。
合理选择施工方法和工艺
加强监测和预警
在施工过程中，应根据实际情况选择合理 的施工方法和工艺，避免因施工不当引发 岩溶灾害。
04
岩溶工程地质评价与防治
岩溶工程地质评价方法
1 2
岩溶发育规律分析
研究岩溶发育的规律，包括岩溶发育的时期、影 响因素、分布特征等，为工程地质评价提供基础。
岩溶工程地质勘察
通过地质勘察，了解岩溶发育的规模、形态、分 布等特征，评估岩溶对工程的影响程度。勘察资料，建立岩溶工程地质模型，预测岩 溶发育的趋势和可能对工程的影响。
地下水污染的来源
地下水污染主要来源于工业废水、农业化肥和农药、生活 污水等。这些污染物通过渗透、泄漏等方式进入地下水体， 造成水质恶化。
地下水污染的防治
为了防止地下水污染，需要采取一系列措施，包括加强污 水处理和排放管理、控制农业化肥和农药的使用、加强地 下水监测等。
岩溶地区的地震效应
岩溶地区地震效应的定义
岩溶地区地震效应是指地震对岩溶地区的影响和作用。由于岩溶地区的特殊地质结构，地 震对岩溶地区的影响更加复杂和严重。
岩溶地区地震效应的表现
地震可能导致岩溶塌陷、地下水位波动、泉水枯竭或暴涨等现象，还可能引起山体滑坡、 泥石流等次生灾害。
岩溶地区地震效应的预防
为了减轻地震对岩溶地区的危害，需要加强地震监测和预警，同时采取工程措施加强地质 结构的稳定性，提高抗震能力。
第三章 地震的工程地质研究
（2)地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带 仅次于环太平洋地震带的第二大地震带，震 中分布较前者为分散，所以带的宽度大且有分支。 以浅源震为主，中源震在帕米尔、喜马达雅有所 分布，深源震主要分布于印尼岛弧。环太平洋地 震借以外的几乎所有汉源、中源和大的浅源地震 均发生于此带，释放能量约占全球地震能量的15 ％。 (3)大洋海岭地震带 主要呈线状分布于各大洋的接近中部(图5— 13)。
63
（45~89）
6
（5~9）
VII VIII
大数多人仓惶逃出
轻度破坏——局部破坏、 0.11~0.30 开裂，但不防碍使用
125
(90~177)ຫໍສະໝຸດ 13(10~18)
摇晃颠簸，行走困难
中等破坏——结构 受损，需要修理
0.31~0.50
250
(178~353)
25
(19~35)
IX
X XI XII
坐立不稳，行动的人可能 摔跤
对于断层每一盘来说，断层错动的前进方向都会 受到压缩，而相反的一个方向就受到拉仲，于是 就呈现如图5—4所示的象限分布，即这种象限型 初动推拉分布是由于震源断层错动这种物理过程 所造成的。所以这样求得的结果称为震源机制断 层面解。后来发现，不仅P被初动是象限分布的， s波的初动分布也有如图5—5(b)所示的象限分布 的特点。但由于s被初动难于测定，所以这一点很 长时间是有争议的，直到发现由s波激起的面波 (亦即勒夫波)的初动也呈象限分布才得到公认。
25
(19~35)
倒塌——大部倒塌， 0.71~0.90 不堪修复 毁灭
0.91~1.00
1000
(708~1414)
100
(72~141)
地震的工程地质研究
? 4、按地震序列分类：
? 在一个地震序列中，最大的一次地震 称为主震。
? 主震之前发生的地震称为前震。 ? 主震之后发生的地震称为余震。
? 主震型地震：在一个地震序列中，若 主震震级很突出，其释放的能量占全 序列中的绝大部分，叫主震型地震。 约占60%。
? 震群型或多发型地震：主要地震能量 是由多个震级相近地震释放出来的。 约占30%。
? 三级地震难知晓，四级五级吊灯摇； 六级物倒房微损，七八房坏地裂掉； 九十桥断房屋倒，十一十二重灾到。
? 一般而言，震级越大，烈度就越大。 同一次地震，震中距小烈度就高，反 之烈度就低。影响烈度的因素，除了 震级、震中距外，还与震源深度、地 震的传播介质、表土性质、建筑物的 动力特性和施工质量等许多因素有关。
? 地震是地球内部构造运动的产物，是 一种普遍的自然现象。地球上每天都 在发生地震，每年发生约500万次地震， 其中约5万次人们可以感觉到；能造成 破坏的约有1000次；7级以上的大地震 平均一年有十几次，目前记录到的世 界上最大地震是8.9级，发生于1960年 5月22日的智利地震。
? 2、地震的成因分类
300千米）和深源地震，所释放的地震能量地震：由于地表或地下岩层突然 大规模陷落或崩塌而造成的地震
? 3、地震按震源深度分类：
? 1）浅源地震：震源深度小于70千米的地 震。
? 2）中源地震：震源深度在70至300千米 的地震，占12%，破坏性大。
? 3）深源地震：震源深度>300km，占3%。 震源深，波及范围大，破坏性小。
? （1）5.0～5.9级之间称中强震；
? （2）6.0～6.9级之间称强震；
? （3）7.0～7.9级之间称大震；
? （4） 8.0级以上称特大震，记录到的 最大震级8.9级。
地质工程基础知识点框架梳理及其解析
地质工程基础知识点框架梳理及其解析第一章工程地质学基本概念和方法本章节包括4 个知识点，分别是：一、理解工程地质学的内涵及任务；二、掌握工程地质学所涉及的基本概念，例如工程地质条件、工程地质问题等；三、掌握工程地质学研究方法，针对各类工程地质问题的研究思路及基本方法；四、了解工程地质学与其它学科间的相互关系及其发展前沿。
基础阶段，复习时间是从5 月份至8 月份，以上知识点需要全面把握。
在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉《工程地质学概论》教材和课件《工程地质学基础》、分析所给例题等方法熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。
【知识点1】理解工程地质学的内涵和任务【例题1】工程地质学的主要任务是什么？分析：考察工程地质学这一基本概念，需要考生对这一概念有全面的理解和掌握。
名词解释、简答题均有可能出题。
工程地质学为工程建设服务是通过工程地质勘察来实现的，通过勘察和分析研究，阐明建筑地区的工程地质条件，指出并解决历存在的工程地质问题，为建筑物的设计、施工以至使用提供所需的地质资料。
解题：一、阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；二、论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；三、选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；四、研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；五、根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；六、为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
注意：复习时注意对工程地质学这一基本概念的理解和掌握。
习题：1. 工程地质学的内涵是什么？【知识点2】掌握工程地质学所涉及的基本概念，例如工程地质条件、工程地质问题等【例题2】什么是工程地质条件？分析：本知识点主要考察工程地质条件、工程地质问题等基本概念，考试多见于填空和名词解释。
工程地质学-第三章地质构造
✓ 地球发展的时间段叫地质年代。 地质年代单位：代、纪、世、期、 时(从大到
小)
✓ 地层单位：一定地质时期所形成的地层的总 体的名称。 地层单位：界、系、统、阶、 群(从大到小)
地层单位
A台易产生 顺层滑动
B台位于断层 带上
C台较为有利
5、断层的识别
地层界限不连续或岩层中断
岩层不对称重复或缺失
断层破碎带及构造岩 牵引构造及伴生节理
擦痕
地貌标志
【增加内容】
活断层
活断层：第四纪以来仍
在活动的断层。
注：2002年《岩土工 程勘察规范》指全新地 质时期（1～1.1万年） 以来活动着的断层，且 在今后100年可能继续 活动。
水平构造和单斜构造
水平构造
单斜构造
3.3 褶皱构造
组成地壳的岩层，受构造运动的强烈作 用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失 连续性的构造叫-。是地壳表层广泛发育的 基本构造之一。昆仑山、祁连山、泰岭都 是复杂的褶皱构造山脉。
褶皱构造 (fold)
(a)
(b)
(c)
图 4-5 褶曲的力学成因 (a)水平挤压力；(b)垂直作用力；(c)力偶作用
2、裂隙发育程度分级
表3—3 裂隙发育程度分级
裂隙发育程度等级 基本特征
附注
不发育
裂隙1-2组，规则，构造型， 对基础工程无间距1米以上，多为Fra bibliotek闭裂 影响，对岩体
隙，少有充填物，岩体被切 稳定性影响不
割成巨块状
大
较发育
裂隙2-3组，较规则，以构 对基础工程无
第三章地震工程地质研究
当等震线不对称时，断层面向波及得宽的那个方向倾斜， 不对称性愈显著， 说明断层面愈缓。
（2）地表断层和裂缝
一般认为：大地震时在地面产生的地震断层和变形带 的走向代表了震源断层面的走向。
第三节 地 震 效 应
地震效应——地震作用影响所及的范围内，地表出现的各种
浅源地震：0<70 km ，大陆地震多属此类，
震源深度
占73%，30km以内更多
中源地震：70~300 km ，占23%
深源地震：>300 km，占4%，最深达720km
5.地震波：地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
体波：通过地球本体传播的波 面波：体波经过反射、折射后，沿地面传播的波
纵波（P）：压缩波 体波
第三章 地震工程地质
第一节 概述
地震:在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或现象。
按成因分类
构造地震：>90% 火山地震:7% 陷落地震 诱发地震
构造地震最严重一类，数量多规模大，波及面广， 破坏性大，世界90%以上属于此类。本章介绍此 类地震及水库诱发地震。
第二节 地 震
一、几个概念：
1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中 3、震中距 4、震源深度
横波（S〕：剪切波－－破坏性最大
面波（L）
瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进 勒夫波（Q）：质点在XY面上曲线前进
Vp>Vs>VL
6.震级（M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地 震所释放出来的能量大小所决定。
M＝LOGA
A：距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波 最大振幅。（微米）
标准地震仪：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大 静力放大倍率为2800。
工程地质学基础 第三章 地质构造、地史学及地质图.
3） 褶曲的类型
褶曲的基本类型有两类：背斜和向斜（读图）
背斜：岩层向上拱起的弯曲构造，称为背斜。
向斜：岩层向下凹的弯曲构造，称为向斜。
背斜的特点是：
A 两翼产状倾向相背 B 核部岩层老、翼部岩层新 C 由核部向两侧岩层对称重复出现
向斜的特点是：
A 两翼产状倾向相向 B 核部岩层新、翼部岩层老 C 由核部向两侧岩层对称重复出现
工程地质学基础
史付生
课程基本内容
1 绪论（1） 2 矿物与岩石（7+8） 3 地质构造、地史学及地质图（8） 4 水的地质作用、土体的形成与特征、地貌学基 本概念（6） 5 岩、土体工程性质（6） 6 常见地质灾害（3） 7 工程地质勘察（1）
3 地质构造、地史学及地质图
3·1 构造运动的概念 3·2 地质构造的概念及地质构造类型 3·3 地史学基本知识 3·4 地质图
根据褶皱的对称性分类：
对称褶皱：褶皱的轴面与水平面垂直，或与褶皱包络面垂直，而 且两翼的长度也基本相等。 不对称褶皱：褶皱的轴面与水平面斜交，或与该褶皱的包络面斜交，而 且两翼不等长
根据翼间角大小分类：
平缓褶皱：翼间角小于180°，大于120°。 开阔褶皱：翼间角小于120°，大于70°。 闭合褶皱：翼间角小于70°，大于30°。 紧闭褶皱：翼间角小于30°。
则取与南北方向平行的边与层面贴触，并使罗盘放水平(水准气 泡居中)，此时罗盘长边(或S—N)与岩层的交线即为走向线，磁 针(无论南针或北针)所指的度数即为所求的走向。
2)测量倾向：把罗盘的N极指向岩层层面的倾斜方向，同时 使罗盘的短边(或与东西方向平行的边)与层面贴触，气泡居中， 罗盘放水平，此时北针所指的度数即为所求的倾向。
(1)测量方向 用罗盘测量任一目标的方向时，永远以00(即N方 向)对准目标，使水准气泡居中，然后读磁针北端所指方位刻度盘上 的数字，即为所测目标的方位角。记录时除记方位角值外，还要冠 以所处象限名称，如SW230°，其中230°是方位角，SW是象限称呼。
工程地质学基础教材
教学大纲一、课程性质和目的本课程为高年级本科生开设的专业课的基础部分，是工程地质学科的骨干课程，同时也是土木工程、环境工程、水利水电工程等专业的重要必修课。
通过本课程的学习，为学生将来从事本专业的科学技术工作打下良好的基础。
目的：1．向学生传授内外动力及人类活动引起有关物理地质现象方面的基本知识，以及从工程地质角度研究这些动力地质现象（问题）的基本方法等。
2．通过本课程学习，具备解决某些重大工程地质实际问题的初步能力。
3．该课程应用性很强，要求学生尽可能紧密联系某些具体工程动力地质现象的实际进行学习，同时要求学生具备必修的专业基础知识，以便更好地掌握该门课程的内容。
二、课程的基本内容第一章绪论介绍工程地质学的主要研究内容、研究方法及实际意义，它与其它学科间的相互关系，工程地质学发展历史、现状和研究前沿。
如何学习该课程。
第二章活断层工程地质研究活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方法、活断层区建筑原则。
第三章地震工程地质研究地震的基本知识，地震效应，场地条件对震害的影响，地震小区划，建筑抗震原则及措施。
第四章砂土液化工程地质研究砂土液化机理及影响因素，砂土液化的判别方法，砂土液化的防护措施。
第五章岩石风化工程地质研究基本概念，影响岩石风化因素，风化壳及分带标志和方法，岩石风化防护措施。
本章教与学两方面没有难度，主要问题是实际工作中风化岩分带的标准很难把握，带有很大的不确定性，最好配合现场考察进行教学。
第六章斜坡变形破坏工程地质研究基本概念，斜坡应力分布特征，斜坡变形破坏形式及机理，崩塌形成条件及基本特征滑坡形态要素及分类、稳定性影响因素及评价，斜坡变形破坏预测预报及防治。
第七章渗透变形工程地质研究渗透变形概念及形式，产生渗透变形的基本条件，渗透变形预测，防治措施。
第八章岩溶工程地质研究溶蚀机理，岩溶发育的影响因素，岩溶渗漏、塌陷工程地质问题分析，渗漏及塌陷处理措施。
第九章水库诱发地震工程地质研究诱发地震的类型，水诱发机制，水库诱发地震发生的地质背景条件，水库诱发地震的基本特征，诱发地震的工程地质研究及预测。
中国地质大学(武汉)844工程地质学专业课基础班次讲义
圆圆工作室 内部版本：仅供学习，禁止传播！
工程地质基础内容
第三章地震工程地质研究本章概述介绍地震的基本知识，地震效应，场地条件对震害的影响，建筑抗震原则及措施。
重难点注意对震级、烈度等基本概念的区分和掌握，对静力分析法和动力分析法的基本原理的理解，场地条件对震害的影响第一节概述在地壳表层，因弹性波传播所引起的振动作用或现象，称为地震(earthquake)。
地震按其发生的原因，可分为构造地震、火山地震和陷落地震。
此外，还有因水库蓄水、深井注水和核爆炸等导致的诱发地震。
南地壳运动引起的构造地震，是地球上规模最大、数量最多、危害最严重的一类地震。
世界上90％以上的地震均属此类。
它一般分布在活动构造带中，当地壳运动所积累的应变能一旦超过了地壳岩体的强度极限时，岩体就会发生破裂，应变能突然释放而表现为弹性波的形式，使地壳振动而发生地震。
本章即是研究这类地震。
在地壳内部振动的发源地叫震源。
震源在地面上的垂直投影叫震中。
震中到震源的距离叫震源深度。
按震源深度，可将地震分为浅源地震(0－70km)、中源地震(70－300km)和深源地震(>300km)。
震源深度最大可达700km。
统计资料说明，大多数地震发生在地表以下数十公里以内的地壳中。
破坏性地震一般均为浅源地震。
地面上地震所波及到的范围叫震城，它的边界往往不易确定。
震域的大小与地震时所释放出来的能量以及震源的深度有关。
释放的能量愈大、震源愈浅，则震域愈大。
据统计，全世界每年发生地震约500万次，其中绝大多数是不为人们所感知的小地震，人们能感知的地震约80000次；而破坏性地震约1000次，其中强烈破坏性的地震有十几次。
强烈地震可在顷刻之间使较大地域内酿成严重灾害。
地震灾害可分为两类，即一次灾害和次生灾害。
前者为地震波导致建筑物的直接破坏和地基、斜坡的振动破坏(地裂、地陷、砂土液化、滑坡、崩塌等)；后者是由上一类灾害所造成的灾害，如火灾、有毒气体扩散、危俭物爆炸、海啸等。
地震灾害是全球性的重大自然灾害。
据联合国统计，本世纪以来全世界因地震而死亡的人数达260多万，约占各种自然灾害死亡总人数的58％。
工程地质学》课本习题与答案
工程地质学》课本习题与答案第一章绪言1.何谓工程地质学？答：工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科2.何谓工程地质学的主要任务？答：①阐明建筑场地的工程地质条件，并指出其对建筑物有利的和不利的因素。
②论证建筑场地存在的工程地质问题，进行定性和定量评价，给出确切的结论。
③选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地的地质条件合理配置各个建筑物。
④根据建筑场地的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理化建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。
⑤研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议。
⑥为拟订改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
3.何谓工程地质学的研究内容？答：①岩土工程性质的研究。
②工程动力地质作用的研究。
③工程地质勘查理论技术方法的研究。
④区域工程地质的研究。
4.何谓工程地质条件？答：工程地质条件是与工程建筑有关的地质因素的综合。
①岩土的类型及其工程性质。
②地质构造。
③水文地质条件。
④动力地质作用。
⑤地形地貌条件。
⑥天然建筑材料。
5.何谓工程地质问题？工程地质题目指已有的工程地质前提在工程修建和运行期间产生的一些新的变革和开展，组成威胁影响工程修建的安全。
主要的工程地质题目包括①地基不乱性题目。
②斜坡不乱性题目。
③洞室围岩不乱性题目。
④地区不乱性题目。
6.简述工程地质学与岩土工程的干系。
答：工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸。
7.简述工程地质学的发展历史、现状和趋势。
答：17世纪以后开始出现地质环境对建筑影响的文献资料，工程地质学产生了萌芽。
20世纪初工程地质研究已经由欧美国家向发展中国家扩展并稳定发展。
未来工程地质学会与其他学科更加紧密相连，与各相关学科更好地交叉和结合，促进基本理论、分析方法和研究手段等各方面不断更新和前进，进而使工程地质学的内涵不断变化、外延扩展。
8.简述本课程的研究要求。
工程地质水文地质第三章 活断层和地震工程地质研究PPT课件
（1）活断层的地面错断直接危害跨越该断层的建筑物 例：宁夏石嘴山市红果子沟明代(约400a前)长城边墙水 平错开1.45m(右旋)，且西升东降垂直断距约0.9m。 西安地裂缝：临潼－长安活动断裂带
19.08.2020
中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质水文地质:第三章 活断层与地震工程地质研究
19.08.2020
中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质水文地质:第三章 活断层与地震工程地质研究
2.地震波 体波：通过地球本体传播的波 面波：体波经过反射、折射后，沿地面传播的波
纵波（P）：压缩波 体波
横波（S〕：剪切波－－破坏性最大 瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进
面波（L） 勒夫波（Q）：质点在XY面上曲线前进
4、错动周期
应变能积累的速度：地壳应变速率S
地质体能够承受应变能的极限：断层 锁固段的强度
d：一次地震的错移量
S：断层的平均错动速率
19.08.2020
R＝ d s
中国地质大学工程学院 贾洪彪
12
5、年龄判据
工程地质水文地质:第三章 活断层与地震工程地质研究
直接法：断层物质绝对年龄法
C14、热发光法等 间接法：错动地层年龄法
2、长度和断距
地震时地表断裂带长度和断 层最大位移量.
一般：震级越大，震源深度 越浅，地表断裂越长，断距 越大。
7.5级以上地震均出现地表错 断，而小于5.5级的较少出现.
19.08.2020
唐山大地震地表断层错动
中国地质大学工程学院 贾洪彪
10
工程地质水文地质:第三章 活断层与地震工程地质研究
3、错动速率
第三章地震工程地质研究
•面波 （L）
•瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进 •勒夫波（Q）：质点在XY面上曲线前进
第三章地震工程地质研究
第三章地震工程地质研究
•二、基本概念（续2）
震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释 放出来的能量大小所决定。
建筑物破坏
第三章地震工程地质研究
•五、地震效应（续1）
•（一）振动破坏效应 •假设：•1.静力法
•1）建筑物是刚体，即建筑物的各部分作为一个整体（一个质 点），具有相同的加速度。 •2）建筑物受力振动加速度和地面加速度是相同的 •3）将地震力视为由地面振动最大加速度amax引起建筑物的惯性 力，即地震力就是建筑自身的惯性力，固定不变。
速度/
（CM/S2） （CM/S2）
（水平向） （水平向）
I
无感
II 室内个别静止中的人感觉
III 室内少数静止中的人感觉 门、窗轻微作
悬挂物微动
IV
室内多数人感觉，少数人 梦中惊醒
门窗作响
悬挂物明显摆动，器皿作响
V
室内普遍感觉，室外多数 人感觉，多数人梦中惊醒
门窗、屋顶、屋架颤 动作响，灰土掉落，抹 灰出现微细裂缝
第三章地震工程地质研究
•五、地震效应
• 地震效应：在地震作用影响所及的范围内，地表 出现的各种震害和破坏。
• 与场地工程地质条件、震级、震中距、震源参数、 建筑物类型、结构等因素有关。
•振动破坏效应 •地面破坏效应
•斜坡破坏效应
•（一）振动破坏效应—由于地震力作用直接引起建筑物的破坏
•地震 •地震波 地面运动 建筑物振动
震断层和地裂缝的走向代表了震源断层面的 走向。
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据统计,全世界每年大约发生几百万次地震, 据统计,全世界每年大约发生几百万次地震,人们能感觉 几百万次地震 到的仅占1%左右, 级以上的灾害性地震每年多则二十几次, 到的仅占 %左右,7级以上的灾害性地震每年多则二十几次, 少则三,五次. 少则三,五次. 我国位于环太平洋和地中海一南亚两个地震带之间, 我国位于环太平洋和地中海一南亚两个地震带之间,是一 个多地震活动的国家.在我国三千多年的历史资料中, 个多地震活动的国家.在我国三千多年的历史资料中,记录地 震近万次,其中破坏性地震达6000多次;据1200～1989年资料 多次; 震近万次,其中破坏性地震达 多次 ～ 年资料 统计, 级地震为 级地震为147次 级及其以上巨大地震共19次 统计,7级地震为 次,8级及其以上巨大地震共 次.1966 级及其以上巨大地震共 年至今,大地震已达20余次 我国地震分布以西南,西北, 余次. 年至今,大地震已达 余次.我国地震分布以西南,西北,华 东南沿海和台湾省区破坏性地震最多.其中台湾尤甚, 北,东南沿海和台湾省区破坏性地震最多.其中台湾尤甚,大 震多,频度高;新疆和西藏次之 震多,频度高;
地震前后水平位移监测结果(GPS) 地震前后水平位移监测结果
地震前后垂直位移监测结果(GPS) 地震前后垂直位移监测结果
地震引起大坝破坏(台中石岗 地震引起大坝破坏 台中石岗) 台中石岗
地震引起埠 丰桥断裂, 丰桥断裂, 河床抬高 8m,形成叠 形成叠 石岗) 水 (石岗 石岗
地震引起房屋倒塌(台中石岗 地震引起房屋倒塌 台中石岗) 台中石岗
地震引起桥梁断裂(南投集集镇 地震引起桥梁断裂 南投集集镇) 南投集集镇
地震引起稻田隆起(台中雾峰 地震引起稻田隆起 台中雾峰) 台中雾峰
地震引起操场隆起(台中国小 地震引起操场隆起 台中国小) 台中国小
汶 川 地 震
汶川地震
M<2 微震 2~4 >5 >7 有感地震 破坏性地震 强烈地震
二,基本概念(续3) 基本概念(
烈度: 烈度:地面震动强烈程度 受地震释放的能量大小,震源深度,震中距,震域介 质条件的影响. 震源深度和震中距越小,地震烈度越大. 在震源深度和震中距相同的条件下,坚硬基岩场地较 松软土场地烈度小. (1)地震基本烈度:在今后一定时间(一般按100 年考虑)和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最 大烈度.--一个地区的平均烈度 (2)设防烈度(设计烈度):是抗震设计所采用的烈 度.是根据建筑物的重要性,经济性等的需要,对基本烈 度的调整.
加速度/ 速度/ 2) (CM/S2) (CM/S (水平向) (水平向)
I II III IV V
门,窗轻微作
门窗作响 门窗,屋顶,屋架颤 动作响,灰土掉落,抹 灰出现微细裂缝
悬挂物微动 悬挂物明显摆动,器皿作响 不稳定器翻倒
0~0.10
31
(22~44)
3
(2~4)
VI
损坏——个别砖瓦 掉落,墙体微细裂 缝
1.0 0.8 0.6 0.4
0.20
完 好
0
三,震源机制和震源参数
1,震源机制:地震发生的物理过程或震源物理过程. ,震源机制:地震发生的物理过程或震源物理过程. σ1 - + - 单力偶 + σ3 + - σ1 - + σ3
双力偶
三,震源机制和震源参数(续1) 震源机制和震源参数(
P波的初动具有明显的象限分布特点. 波的初动具有明显的象限分布特点. 波的初动具有明显的象限分布特点
瑞利波( ):质点在XZ面上椭圆滚动前进 质点在XZ 面波( 面波(L) 瑞利波(R):质点在XZ面上椭圆滚动前进 勒夫波( ):质点在XY面上曲线前进 勒夫波(Q):质点在XY面上曲线前进 质点在XY
二,基本概念(续2) 基本概念(
震级:是衡量地震本身大小的尺度,由地震所释 放出来的能量大小所决定. M=lgA A:距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的最 大振幅.(微米) 标准地震仪:自振周期0.8秒,阻尼比0.8,最大静 力放大倍率为2800.
地方出现裂缝,基岩上可能出现裂缝, 500 (354~707) 滑坡,坍方常见,砖烟囱出现倒塌 山崩和地震断裂出现,基岩上的拱桥 破坏,大多数烟囱从根部破坏 地震断裂延续很长,山崩常见,基岩 上的拱桥 地面剧烈变化,山河改观
25
(19~35)
倒塌——大部倒塌, 0.71~0.90 不堪修复 毁灭
0.91~1.00
工程地质学
资环学院 吴道祥
第三章 地震工程地质研究
在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或 现象,称为地震 地震(earthquake).地震按其发生的 地震 原因,可分为构造地震,火山地震和陷落地震. 此外,还有因水库蓄水,深井注水和核爆炸等导 致的诱发地震.南地壳运动引起的构造地震,是 地球上规模最大,数量最多,危害最严重的一类 地震.世界上90%以上的地震均属此类.它一般 分布在活动构造带中,当地壳运动所积累的应变 能一旦超过了地壳岩体的强度极限时,岩体就会 发生破裂,应变能突然释放而表现为弹性波的形 式,使地壳振动而发生地震.
人工诱发地震 震源:地壳内部振动的发源地 震中:震源在地面上的垂直投影 浅源地震:<70km 中源地震:70~300km 震源深度: 深源地震:>300km
二,基本概念(续1) 基本概念(
体波: 体波:通过地球本体传播的波 面波:体波经过反射,折射后,在介质的界面或自由面( 面波:体波经过反射,折射后,在介质的界面或自由面(如 地面) 地面)传播 纵波(初波,P):压缩波,对应于介质体应变,三维扩散 纵波(初波,P):压缩波,对应于介质体应变, ,P):压缩波 体波 横波(次波,S):剪切波,对应于切应变, 横波(次波,S):剪切波,对应于切应变,二维扩散破坏 ,S):剪切波 性最大
1000
(708~1414)
100
(72~141)
《中国地震烈度表(1980)》使用说用 (1)烈度>VI度,判定地震烈度以房屋震害为主,人的感觉仅供参 考;>X度应结合建筑物或构筑物的破坏程度,并根据地表现象来确定;XI, XII度的评定,需要专门研究. (2)"一般房屋"在《中国地震烈度表(1980)》中指土构架和土,石 砖墙构造的旧式房屋和单层或多层未经抗震设计的新式砖房.由于我国城市 目前一般都已设防,有的乡村也开始设防,烈度表中的"一般房屋"一般已 不普遍,调查中应区别设防与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映,给出合 理的烈度值.对于质量特别差或特别好的房屋,可根据具体情况,对表列各 烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低. (3)"人的感觉"指平房内或楼房低层内人的感觉. (4)表中震害指数是对上述"一般房屋"而言."完好"为0,"毁灭 "为1,中间按表列震害程度分级.平均震害指数是对所有房屋的震害指数 的总平均值而言,可以用普查或抽查的方法确定之. (5)使用本表时可根据地区具体情况,作出临时的补充规定. (6)烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱. (7)表中数量词的说明:个别:10%以下;少数:10%～50%; 多数:50%～70%;大多数:70%～90%;普遍:90%以上. (8)对重要的工业设施,如桥梁,重要车间,高层建筑,巷道等,要进 行专门的调查,在调查中应结合设防情况进行评估.
表3-3 震害指数等级划分表 序数 震害类型 震害描述 i
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
倒 平 墙倒架歪 墙倒架正 局部墙倒 裂 缝 严重 轻微
房屋全部倒塌 墙体全部倒塌,房架倾斜显著 墙体大部分倒塌,房架基本未倾斜 主要墙体局部倒塌 主要墙体无塌落,但严重裂缝,须修复 才能使用 墙体无塌落,但有小裂缝,未经修复仍 可使用 基本无损或完好 0.27 0.13
三,震源机制和震源参数(续3) 震源机制和震源参数(
当极震区两侧的等震线基本对称时,断层面近乎直立, 当极震区两侧的等震线基本对称时,断层面近乎直立, 当等震线不对称时,断层面向波及得宽的那个方向倾斜, 当等震线不对称时,断层面向波及得宽的那个方向倾斜, 不对称性愈显著,说明断层面愈缓. 不对称性愈显著,说明断层面愈缓.
125
(90~177)
13
(10~18)
摇晃颠簸,行走困难 坐立不稳,行动的人可能 摔跤
骑自行车的人会摔倒,处不稳状 态的人会摔出几尺远,有抛起感
中等破坏——结构 受损,需要修理
0.31~0.50
250
(178~353)
25
(19~35)
严重破坏——墙体龟裂, 0.51~0.70 局部倒塌,修复困难
一次6级地震可释放 ×1020尔格的能量,大致相当于 30～40 一次 级地震可释放6× 尔格的能量, ～ 级地震可释放 炸药的巨大爆炸, 级地震可释放 万吨 TNT炸药的巨大爆炸, 7级地震可释放 2 ×1022尔格的能 炸药的巨大爆炸 尔格的能量. 级地震可释放6 量, 8级地震可释放 ×1026尔格的能量.可见地震释放能量之 级地震可释放 而且绝大部分能量的集中释放, 数秒种内完成 因此, 内完成. 大.而且绝大部分能量的集中释放,于数秒种内完成.因此, 地震灾害的猝发性 惨重性往往给人类生命以极大威胁 猝发性和 往往给人类生命以极大威胁, 地震灾害的猝发性和惨重性往往给人类生命以极大威胁,给经 济财产以巨大损失. 济财产以巨大损失. 据美国联邦政府统计, 仅二十世纪以来, 全世界就有120余 据美国联邦政府统计 , 仅二十世纪以来 , 全世界就有 余 人遇难于地震灾害;五十年代以来, 万 人遇难于地震灾害 ; 五十年代以来 , 全球破坏性地震造成的 经济损失已逾 2 000亿美元.地震灾害是最重要的自然灾害之一. 亿美元.地震灾害是最重要的自然灾害之一. 我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带这两大地震 我国地处环太平洋地震带和地中海 喜马拉雅地震带这两大地震 带间,是世界上最大的一个大陆地震区,地震活动具有分布广, 带间 , 是世界上最大的一个大陆地震区 , 地震活动具有分布广 , 频度高,强度大,震源浅的特点,因而酿成的灾害尤为严重. 频度高 , 强度大 , 震源浅的特点 , 因而酿成的灾害尤为严重 . 据记载,世界上最惨重的震例几乎都发生在我国. 据记载 , 世界上最惨重的震例几乎都发生在我国 . 中国的地震 灾害居世界之首. 在我国历史记载中, 灾害居世界之首 . 在我国历史记载中 , 1556年陕西华县地震死 年陕西华县地震死 亡人口达 80万;1920年宁夏海原地震死亡人数也超过 20万.令 万 年宁夏海原地震死亡人数也超过 万 年唐山地震, 人痛心的 1976年唐山地震,死亡 万多人,工业城市毁于一旦, 年唐山地震 死亡24万多人,工业城市毁于一旦, 为世界地震史所罕见. 为世界地震史所罕见.