中国地质大学工程地质学基础精品PPT课件
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
错动速率是指断层年错动位移量，一般是用若干年总的错动 量计算得到，因而也称平均错动速率。分为水平和垂直分量。断层 错动速率从三个方面获得：
（1）精密地形变测量
是研究现今活动断裂的有效方法。我国许多著名活断层均设 有精密水准、三角测量、激光测距等量测工作。
有了量测数据，便可以计算错动速率。
（2）根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得
第二章 活断层工程地质研究
提要
• 概述 • 活断层基本特征 • 活断层鉴别标志 • 活断层调查研究方法 • 活断层区建筑原则
第一节 概述
• 活断层一般是指现今正在活动的断层，或 近期曾活动过、不久将来可能重新活动的 断层。后者也称为潜在活断层。
• 断层是地壳构造运动的重要形 迹。有的断层形成于较晚时期 ，在形成以后受到晚期构造背 景条件控制，仍保持着活动的 特征。
三、断层活动段的长度和断距
活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素，这 些可以通过勘探等手段得到确定。而活动断裂重新活动往往 并非全断裂都活动，而是部分段的活动，需要确定活动段长 度及两旁相应的错断距离。
在关于活断层的建筑设计及有关稳定性的分析论证时， 需要了解断层活动段长度L和断距D。
对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得到 ，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。
一般认为，活断层地表产生的断裂长度与震源体处断裂 长度相一致。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M， 利用统计经验方式及查表确定L和D。
如下关系图也可以作为确定L、D时使用
有的情况下，可以采用数值分析模拟方法确定断 层长度及断距。
断层长度1 ~ 数百公里不等，一般小于5.5级地震 很少产生地表错动。
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错 动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
二、活断层的活动方式
（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。
（2）蠕滑型活断层
沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱 一般无震发生，有时可伴有小震。
来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源
青藏高原 印度洋板块
• 关于活断层的定义，目前为止没有完全统 一。主要关于过去活断层历史时间的上限 界定问题看法不一，不同部门、不同国家 都存在差别。
• 《岩土工程勘察规范》
全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期 正在活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。
发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未 来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。
• 《水利水电工程地质勘察规范》
活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的 断层。
美国原子能委员会（ USNRC）的定义是 ：
（1）在3.5万年内有 过一次或多次活动的 断层
（2）与其他活动断层 有联系的断层
15.4-18.3万年，37.4-53.2万年 Q2的中后期，Q3以来再未活动 过
Βιβλιοθήκη BaiduQ1
T
抗震设计，水平加速度
节约至少2亿元
第二节 活断层的基本特征
主要内容包括：活断层的类型与活动 方式、继承性与反复性、长度与断距、错 动速率与周期。
一、活断层的类型
按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 断陷盆地边缘产生差异升降活 动。下降盘分支断层多见，形成 地堑式的正断层组合。 （2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上 盘变形带大，出现多分支断层。 （3）走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间 的接触部位，水平错动量大，断 层带宽度不大，很少分支断裂。
振动液化（ Liquefaction ）
海啸（ Tsunami）
• 对活断层进行研究，充分掌握 其活动特征，合理评价其对工 程的影响，有时可以安全有效 地降低工程设计标准，节省投 资。
如黄河小浪底工程坝址区半径
Q2
30公里内有8条大断裂
其中王良断裂在坝下游6.5公里
断层发生在Q1－Q2期间
断层泥热释光法测年龄：
（3）沿该断裂发生过 蠕动或微震活动
活断层工程地质研究意义
• 活断层的活动可视为一类地质病害，可以 对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意 义上讲，活断层的工程地质研究就是要研 究活断层与工程建筑的关系，评价其对建 筑物的破坏作用。
• 活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断 层对区域地质环境的影响，如地震、区域 地壳稳定、水库地震等。
早在十八世纪，人们从地震活 动与断层活动的关系渐渐意识 到断层的活动性特征，经过几 个世纪的研究，对活断层的特 征有了比较深入的认识。
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造（板块构造）理论的基本点是， 全球划分为六个刚性的岩石圈板块。板块 在软流层之上漂移，不断地运动。
• 板块边界的作用力是中国 大陆新生代和现今构造变 形的主要动力源。
活断层地震活动是否在地表显现形迹，与地表覆 盖层厚度、震源深度及震级有关，一般覆盖层厚度大 于30-50m、震源深度大于10-30km、地震震级小于6 级条件下，很少出现地表断裂现象。
四、错动速率和活动周期
活断层活动速率及相应周期是表明活断层的活动强度的重要指 标，是地震强度的重要资料。
1、错动速率
• 变形呈弥散型 (千公里以 上)，集中在不同次级块体 的边界上，具相对低的运 动速率(小于10mm/a)。
• 次级块体内部变形微弱或 整体运动
• 边界带常常是地质、地球 化学和地球物理的结构面 ，绝大多数大陆地震发生 在活动带上。
在研究某一个 地域的大陆构 造变形时需要 从活动论的观 点，从全球构 造框架或区域 构造框架出发
（1）精密地形变测量
是研究现今活动断裂的有效方法。我国许多著名活断层均设 有精密水准、三角测量、激光测距等量测工作。
有了量测数据，便可以计算错动速率。
（2）根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得
第二章 活断层工程地质研究
提要
• 概述 • 活断层基本特征 • 活断层鉴别标志 • 活断层调查研究方法 • 活断层区建筑原则
第一节 概述
• 活断层一般是指现今正在活动的断层，或 近期曾活动过、不久将来可能重新活动的 断层。后者也称为潜在活断层。
• 断层是地壳构造运动的重要形 迹。有的断层形成于较晚时期 ，在形成以后受到晚期构造背 景条件控制，仍保持着活动的 特征。
三、断层活动段的长度和断距
活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素，这 些可以通过勘探等手段得到确定。而活动断裂重新活动往往 并非全断裂都活动，而是部分段的活动，需要确定活动段长 度及两旁相应的错断距离。
在关于活断层的建筑设计及有关稳定性的分析论证时， 需要了解断层活动段长度L和断距D。
对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得到 ，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。
一般认为，活断层地表产生的断裂长度与震源体处断裂 长度相一致。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M， 利用统计经验方式及查表确定L和D。
如下关系图也可以作为确定L、D时使用
有的情况下，可以采用数值分析模拟方法确定断 层长度及断距。
断层长度1 ~ 数百公里不等，一般小于5.5级地震 很少产生地表错动。
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错 动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
二、活断层的活动方式
（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。
（2）蠕滑型活断层
沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱 一般无震发生，有时可伴有小震。
来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源
青藏高原 印度洋板块
• 关于活断层的定义，目前为止没有完全统 一。主要关于过去活断层历史时间的上限 界定问题看法不一，不同部门、不同国家 都存在差别。
• 《岩土工程勘察规范》
全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期 正在活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。
发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未 来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。
• 《水利水电工程地质勘察规范》
活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的 断层。
美国原子能委员会（ USNRC）的定义是 ：
（1）在3.5万年内有 过一次或多次活动的 断层
（2）与其他活动断层 有联系的断层
15.4-18.3万年，37.4-53.2万年 Q2的中后期，Q3以来再未活动 过
Βιβλιοθήκη BaiduQ1
T
抗震设计，水平加速度
节约至少2亿元
第二节 活断层的基本特征
主要内容包括：活断层的类型与活动 方式、继承性与反复性、长度与断距、错 动速率与周期。
一、活断层的类型
按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 断陷盆地边缘产生差异升降活 动。下降盘分支断层多见，形成 地堑式的正断层组合。 （2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上 盘变形带大，出现多分支断层。 （3）走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间 的接触部位，水平错动量大，断 层带宽度不大，很少分支断裂。
振动液化（ Liquefaction ）
海啸（ Tsunami）
• 对活断层进行研究，充分掌握 其活动特征，合理评价其对工 程的影响，有时可以安全有效 地降低工程设计标准，节省投 资。
如黄河小浪底工程坝址区半径
Q2
30公里内有8条大断裂
其中王良断裂在坝下游6.5公里
断层发生在Q1－Q2期间
断层泥热释光法测年龄：
（3）沿该断裂发生过 蠕动或微震活动
活断层工程地质研究意义
• 活断层的活动可视为一类地质病害，可以 对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意 义上讲，活断层的工程地质研究就是要研 究活断层与工程建筑的关系，评价其对建 筑物的破坏作用。
• 活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断 层对区域地质环境的影响，如地震、区域 地壳稳定、水库地震等。
早在十八世纪，人们从地震活 动与断层活动的关系渐渐意识 到断层的活动性特征，经过几 个世纪的研究，对活断层的特 征有了比较深入的认识。
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造（板块构造）理论的基本点是， 全球划分为六个刚性的岩石圈板块。板块 在软流层之上漂移，不断地运动。
• 板块边界的作用力是中国 大陆新生代和现今构造变 形的主要动力源。
活断层地震活动是否在地表显现形迹，与地表覆 盖层厚度、震源深度及震级有关，一般覆盖层厚度大 于30-50m、震源深度大于10-30km、地震震级小于6 级条件下，很少出现地表断裂现象。
四、错动速率和活动周期
活断层活动速率及相应周期是表明活断层的活动强度的重要指 标，是地震强度的重要资料。
1、错动速率
• 变形呈弥散型 (千公里以 上)，集中在不同次级块体 的边界上，具相对低的运 动速率(小于10mm/a)。
• 次级块体内部变形微弱或 整体运动
• 边界带常常是地质、地球 化学和地球物理的结构面 ，绝大多数大陆地震发生 在活动带上。
在研究某一个 地域的大陆构 造变形时需要 从活动论的观 点，从全球构 造框架或区域 构造框架出发