第四章 区域稳定性问题

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第四章 稳定性分析——Nyquist 稳定性判据(4-3)B

第四章 稳定性分析——Nyquist 稳定性判据(4-3)B
imreimre四伯德图上的奈氏判据极坐标图伯德图单位圆0db线幅频特性图单位圆以内区域0db线以下区域单位圆以外区域0db线以上区域线相频特性图因此奈氏曲线自上而下或自下而上地穿越1j0点左边的负实轴相当于在伯德图中当l0db时相频特性曲线自下而上或自上而下地穿越180线
复习
第四章
控制系统的稳定性分析
Im
P 0
0
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P 1
0
0

R

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R

K

0
Re
16

四、伯德图上的奈氏判据 极坐标图 伯德图 单位圆 0db线(幅频特性图) 单位圆以内区域 0db线以下区域 单位圆以外区域 0db线以上区域 负实轴 -1800线(相频特性图) 因此,奈氏曲线自上而下(或自下而上)地穿越(-1,j0) 点左边的负实轴,相当于在伯德图中当L(ω)>0db时相频特性 曲线自下而上(或自上而下)地穿越-180°线。
第四节 Nyquist 稳定性判据
基本思想:利用系统的开环频率特性判别闭 环系统的稳定性。
1
一、预备知识——幅角定理 幅角定理:
F(s) 是 s 的单值有理函数,在 s 平面上任一闭合路 径包围了F(s)的Z个零点和P个极点,并且不经过F(s) 的任一零点和极点,则当s沿闭合路径顺时针方向旋 转一圈时,映射到F(s)平面内的F(s)曲线顺时针绕原 点(Z – P)圈。即 N=Z-P (或逆时针绕原点N= P - Z圈) 其中:N为圈数 逆时针为正, 顺时针为负。
G ( j c ) H ( j c ) 1
在控制系统的增益剪切频率ωc上,使闭环系统 达到临界稳定状态所需附加的相移(超前或迟后相 移)量,称为系统的相位裕量,记作γ。

《区域地壳稳定性》PPT课件

《区域地壳稳定性》PPT课件
典型的地形是:一边是断限区,一边是隆起区,两 者界线孑然分明.
c.水文地质特征: 活动断裂带的透水性和导 水性较强,因此当地形,地貌条件合适时,沿断裂带 泉水常呈现状分布,且植被发育.
2.资料鉴别: 历史地震和历史地表错断资料,记录,佐证,考
第二节 活动断裂工程地质研究
一、区域地壳稳定性问题 1.区域地壳稳定性问题主要有:活断层,地震具
有区域性,突发性,大灾难等性质,并且90%以上的 地震是由活断层所引起的.
2.活断层并一定诱发地震,主要分:粘滑地震和 濡滑地震,其中粘滑地震是发震断层,而濡滑地震 是非发震断层.
二、活断层 1.活断层定义:现今仍在活动的;近期曾经活动
4.区域稳定性及边坡稳定性的工程地质研究 区域稳定性重点研究抗震和抗断问题,关键
是找出控制区域稳定性的优势断裂和优势段,在 应用显微构造包裹体分析确定隐伏优势断裂和应 用概率分析法评价区域稳定性方面独具特色,实 现了抗震抗断的数值评价。在岩坡破坏机理和系 统分析和评价可靠度方面也得进行研究.
(1)中国区域地壳稳定性定量化评价与分区 中国地处环太平洋构造带与地中海构造带交
(1)学科理论体系的建立和完善。重点论述地 壳稳定性分析、主要地质灾害风险估算和地壳稳 定性评价3个层次的基础理论。
(2)研究思路和方法不断更新。主要论述系统 的、多层次的研究思路;动态的、发展演化的研 究思路和多种方法相互补充验证的研究思路。
二、区域地球动力环境 区域地球动力环境稳定控制因素:地应力
第四章 区域地壳稳定性
•主要内容:
1.区域地球动力学环境条件 2.活动断裂工程地质研究 3.地震工程地质研究 4.诱发地震
第一节 区域地球动力学环境条件
一、区域稳定性 1.定义:指工程建设区域的现今地壳,由于天然或 工程因素引起的地应力变化,主要产生构造,火山, 地震等活动所造成的具有区域性地壳表层位移和 破坏的程度. 2.建筑措施: (1)区域地壳稳定性分析; (2)合理选址,避开火山,构造,地震等活动强烈 地区; (3)分析构造发育史,近期构造活动情况;

工程地质学知到章节答案智慧树2023年长春工程学院

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工程地质学知到章节测试答案智慧树2023年最新长春工程学院绪论单元测试1.工程地质问题主要包括哪些?()参考答案:地基稳定性问题;区域稳定性问题;围岩稳定性问题;斜坡稳定性问题2.不良地质条件是指对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象,如崩塌,滑坡,泥石流等;()参考答案:对3.工程地质问题是工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。

()参考答案:对4.工程地质学的核心理论是工程活动与地质环境相互作用理论。

()参考答案:对5.地质环境与人类工程活动的相互作用主要体现在地质环境对人类工程活动的制约与人类工程活动对地质环境的改造作用。

()参考答案:对6.工程地质条件是与工程建筑物无关的地质因素的综合。

()参考答案:错7.土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。

()参考答案:对8.工程地质学的主要研究方法包括地质学方法、实验和测试方法、计算方法和模拟方法。

()参考答案:对第一章测试1.在矿物上边的条痕是指( )参考答案:粉末的颜色2.某种岩浆岩中SiO2的含量为45%—52%,则该岩石属于( ).参考答案:基性岩3.在胶结物中,强度最大的是( )参考答案:硅质4.关于矿物的解理下列何种叙述是不正确的?()。

参考答案:矿物解理完全时则断口显著5.碎屑岩常见的胶结方式有()。

参考答案:孔隙式胶结;基底式胶结;接触式胶结6.属于变质岩典型构造的是()构造。

参考答案:板状;片麻状7.红柱石是变质岩特有的矿物成分。

()参考答案:对8.大理石属于沉积岩。

()参考答案:错9.由外力作用导致岩石成分、结构、构造变化的作用称为变质作用。

()参考答案:错第二章测试1.地壳运动是指由()引起的地壳组成和结构发生变形与变位的运动。

参考答案:内力地质作用2.地质构造指缓慢而长期的()使岩石发生变形,产生相对位移,形变后所表现出来的种种形态。

参考答案:地壳运动3.在底层没有倒转的前提下,地层层序法是利用()的原理,确定地层的排序。

第四章区域稳定性问题

第四章区域稳定性问题
6李智毅,杨裕云主编.工程地质学概论.武汉:中国地质出版社,1994
7张倬元,王士天,王兰生编著.工程地质分析原理.北京:地质出版社,1981
8胡厚田.土木工程地质.北京:高等教育出版社,2001
课后作业与
思考题
课后思考题:第四章课后思考题与练习题2、3、5、8、10题
教学后记
讲稿部分
教学过程
时间分配
1)在过去3.5万年内,在地表或近地表处至少发生过一次运动,或在过去50万年内发生过重复性质的活动;
2)有足够精确的仪器测定的记录证明大地震活动与断层有直接关系;
3)与由1)和2)的特征确定的能动断层油构造联系,当已知能动断层运动时,它会预期伴随活动。
在一定义已经在我国核安全局、国家地震局有关规定中采用。
6.我国《水利水电工程地质勘察规范》(99年),根据第四纪构造运动的研究,应力场的变迁和地质年龄的测定,把晚更新世(距今10~15万年)以来活动过的断层定义为活断层。
7.美国垦务局在1976年勘察设计规范中,提出以晚更新世早期(10万年)以来活动过的断层定为活断层。
二、活断层的鉴定标志
活断层可从地质、地貌、水文地质、地球物理、地边性测量等方面的标志进行判别。
教学方法
手段(教具)
参考资料
1戚筱俊.工程地质及水文地质.北京:中国水利水电出版社,1997
2陈德基主编.水利工程勘测分册.北京:中国水利水电出版社,2004
3崔冠英主编,水利工程地质,北京:中国水利水电ห้องสมุดไป่ตู้版社,1999.
4左建,郭成久等主编.水利工程地质.北京:中国水利水电出版社,2004
5孙文怀.工程地质与岩石力学.北京:中央广播电视大学出版社,2002
2)频谱特征:地震动不是简单的谐和振动,而是振幅和频率都在变化的振动,可看作随机振动或无规律振动。

_区域稳定性

_区域稳定性

1.2.2 地震波 Seismic Waves
体波(Body waves):自震源沿各个 方向在地球内部传播,与声波在空 气中的传播类似。纵波和横波。 面波(Surface waves):自震中沿地 球表面传播 纵波(P waves):压缩波,岩石质点 的震动与波传播方向平行,传播速 度快。 横波(S waves):剪切波,岩石质点 的震动与波传播方向垂直,传播速 度较纵波慢。
1.2 Earthquake-地震
地震是构成地壳的一部分岩石,随着地应力的增大,达到岩 石的极限强度时,岩石急剧的剪切错动(走滑Ft),释放能量, 产生地震波,由此引起地表或地下的震动叫地震。其特点是 突发性和不确定性。 天然地震:构造地震、火山地震、水库诱发地震 人工地震:核爆炸、采矿活动
地震成因
参考文献
1. 国家地 矿局 , 1 9 8 8 , 国家地 质志 , 地质出版 社。 2. 林炯 , 1 9 9 。, 中国东部北西向线性构造及其大 地构造意义 . 地壳形变 与地震 。 3. 姜兆怀等 , 1 9 8 9 , 长 江三角洲及邻近地区垂 直 形变特征 。 地壳形变与地震 . 4. 国 家地震 局 , 1 9 8 1 , 中国地 震烈度区化 报告 。
1.1.2 活断层的基本特征
活动类型:以平移断层为主
活动方式:蠕动-缓慢滑动, <0.01mm/a,非弹性变形 错动-突然错开,能量突然释放,弹性变 形;常引发地震。 活动程度:活动强烈 1mm/a, M 7
活动中等 0.1~1mm/a, 6M<7 活动微弱 <0.1mm/a, M<6
1.1.3 活断层标志
区域稳定性评价
1 、 区域稳定性 Stability of Earth Crust

川藏铁路建设工程中的工程地质问题综述

川藏铁路建设工程中的工程地质问题综述

川藏铁路建设工程中的工程地质问题综述提要:川藏铁路是中国境内一条连接四川省与西藏自治区的快速铁路,是中国国内第二条进藏铁路。

自晚清时期便开始相关的建设,对我国西藏以及整体经济建设起到了至关重要的作用。

值得注意的是,建设川藏铁路需要克服多种困难,被誉为“最难建的铁路”。

本文基于川藏铁路建设之中的困难结合工程地质所学内容,进行详细分析与介绍。

关键词:川藏铁路;工程地质问题;地基稳定性;斜坡稳定性;洞室围岩稳定性;区域稳定性1.引言川藏铁路西起西藏东至四川,穿越省份较多,且跨越我国几条重要河流以及多座山峰,中途地形差异也较大,包含四川盆地在内,因此。

该特点决定了修建川藏铁路的不易:川藏铁路的修建面对着全球最为复杂的工程地质条件。

【1】对川藏铁路建设之中的工程地质问题进行分析就显得尤为重要。

2.川藏铁路工程地质条件分析2.1 川藏铁路岩土类型及其工程性质川藏铁路途中含有蚀变岩、泥质岩、粘土岩、软土等不良地质。

蚀变往往直接影响岩石的工程地质性质。

弱化的蚀变岩会带来不利的工程地质影响。

许多类型的岩脉侵入围岩,它们的蚀变有时会形成较多的黏土矿物。

泥质岩具有可塑性、吸水性等物理性质,这些性质对工程建设有极其不利的影响,所以必须注重。

软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、扰动性大、透水性差、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

因此这些特点对于建设施工包括建成后的稳定性问题都会产生影响。

2.2 川藏铁路地形地貌川藏铁路地形较复杂,如下图所示,一方面川藏铁路路线较长,跨越多省;另一方面各省的地形情况不一样,例如西藏地区海拔高,而四川地势较低;途径多条河流,对建设的阻力也较大。

因此可知建设川藏铁路的地形地貌影响因素较多,复杂程度可想而知。

2.3 川藏铁路水文地质条件由于川藏铁路经过多条河流,地下水和地表水含量丰富,因此受到的相应约束较大。

建设川藏铁路这一行为将或多活动影响地下水场,而地下水场的变化就可能导致相应的岩石土层性质发生变化。

第四讲 与区域稳定性有关的工程地质问题

第四讲 与区域稳定性有关的工程地质问题

3 区域断裂现今活动性研究 • 区域断裂现今活动性是区域稳定性研究的另一主要内容之一。 它主要包括区域活动断裂分布、产状、规模和类型,断裂分段 性活动特征,断裂活动年代,活动强度与活动速率测试估算, 活动周期,微震台网监测研究其活动性,主要活动断裂演化趋 势及其对工程建设可能的危险性分析等。 4 区域地震活动与火山活动研究 • 区域地震活动与火山活动研究是区域稳定性研究的中心内容, 特别是地震强烈活动地区,对区域稳定性具有决定性作用。它 主要包括区域地震活动和火山活动基本特征、空间分布,历史 地震活动分析,发震断裂构造或潜在震源区确定,地震强度、 最大震级和活动周期,地震带的潜在演化趋势,潜在震源区划 分及其对工程建设地区的危险性评价等。 5 区域重大地质灾害研究 • 区域重大地质灾害研究主要包括区域地质灾害分布,主要地质 灾害类型和危害性分析,重点是崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、 地面塌陷和地面沉降等灾害的分布特征及其发展趋势;地质灾 害预测、危险性评估和对工程危害程度分析等。
我国活断层的分布特征
• 我国活断层的分布总体上继承了老的断裂构 造 • 大多处于活动性强的现代地应力场中,受控 于现代应力场。 • 以东经105度为界,分为东西两部分,东部 以NE和NNE走向为主的正断层和走滑正地 层为主,西部以NW和NWW走向的走滑和逆 冲-走滑断层为主。
7、活断层区的建筑原则
区域稳定性研究的基本任务 • 研究区域工程地质特征; • 进行区域稳定性评价; • 研究区域工程地质改造,并强调对任何重 大工程项目都应该研究区域稳定性问题。
区域稳定性研究的基本内容
1 区域地壳结构与组成研究 • 区域地壳结构与组成研究是区域稳定性研究的重要地质基础, 它主要包括岩石圈结构演化,层圈对流和深断裂的分布及其 对表层构造格架的影响研究,地壳厚度变化,重力梯度带, 布格异常变化带的研究,构造动力来源研究,表层构造格架 研究等。 2 区域新构造运动与应力场研究 • 区域新构造运动与应力场是区域稳定性研究的主要内容之一。 它主要包括区域新构造运动形式、特点、强度及其变化趋势, 区域地壳形变特征,新构造应力场特征、最大主应力与最小 主应力及剪应力的分布状态,现今地应力测量,区域现今应 力场反演、模拟计算,应力场演化趋势及其与活动断裂和地 震活动关系模拟计算分析等。

04第四章稳定性分析2资料

04第四章稳定性分析2资料

G(s)H (s) K (s 1)
s 2 (Ts 1)
试分析 T 和T时系 统 的稳定性,并画出它们所对应
的乃氏图。
解:系统开环频率特性为
环系统稳定的充要条件是Nyquist图不包围 (1, j0) 点。 P 0 ,若闭环系统稳定,即:Z 0 则有:N Z P 0
2. 闭环系统稳定的充要条件是:
Nyquist图包围 (1, j0)周数为:N P
P 0, N P 0
认为Nyquist图逆时针包围 (1, j0)点P圈。
m
(s zi )
F(s)
i 1 n
(s pj)
j 1
由复变函数理论知道,在 s 平面上任选一条闭合曲线Γ,
且不穿过 F的(s任) 一零点和极点,s从闭合曲线Γ上任一
点 A 起,顺时针沿Γ运动一周,再回到 A 点,则对应的
平面上F (亦s)从
点起F,( A到)
点止F形( A成) 一条闭合曲线ΓF 。
F(s) s 1 s2
(Z 1, P 1)
[S]
[S]
[S]
[S]
N=0-0=0
[F(S)]
N=1-0=1
[F(S)]
N=1-1=0
[F(S)]
N=0-1= - 1
[F(S)]
假设S平面中有一条围线包含了F(s)的所有零极点,且已知极点 个数为P=1,根据F(s)平面中映射围线的位置,判断F(s)中零点 的个数。
j2 )
j5(1 j )(1 j2 ) (1 2 )(1 4 2 )
15
(1 2 )(1 42 )
5(1 22 ) j (1 2 )(1 42 )
G( j0) 90
G( j) 0 270

岩土工程优势结构面理论应用概述

岩土工程优势结构面理论应用概述

岩土工程优势结构面理论应用概述一、前言优势结构面理论是罗国煜教授在几十年实践基础上建立起来的,首先就岩坡问题于1979年提出,正式发表于1981年。

之后,在工程地质、岩土工程、地质灾害和环境地质中得到了广泛的应用,并取得了重要成果。

近六、七年将优势结构面理论继续应用于一些岩土工程实践中,使得优势结构面理论得到了深化和发展,其应用范围得到了拓展。

当前建筑中,一般都是以新的思路、新的分析方法去解答问题。

例如常见的岩土质量、岩体地基变形以及岩体力学选择等等问题。

这几个问题在施工中容易被忽视,在施工中如果正视这些问题,如果使得稳定性得到保障,那么岩土工程质量会提升。

二、优势结构面理论岩土结构控制论最初是由中国科学院地质研究所提出来的,很多学者也开始对该理论进行研究和使用。

优势结构面分析观点在这一理论中得以发展,并且取得了可喜可贺的进展。

岩体结构控制论认为,岩体是不完整的,它被各式各样的结构面进行切割。

这些切割主要包含节理裂缝、劈理、断层面以及软弱层等等。

优势结构面在结构面中基于一定的优势指标找出相对稳定的岩体稳定性结构层,这样可以更好把握工程基础。

在优势结构面理论中,最大的优、特点就是需要重视扎实,系统的地质分析过程,在优势面中认真找出破坏模式,在建立起对应的力学数学模型,这样进行向量化分析时,分析结果才更准确,从而获得良好发展效果。

选择优势结构面时,需要根据优势指标加以确定和选择,这样才可以基于一定的优势指标开展,从而确定出优势面。

三、岩土工程区域问题(一)岩土工程区域稳定性问题区域稳定性指的是构造稳定性,在优势结构面理论中,该理论认为对于任何一个工程。

在进行工程宏观建设时,应该从宏观上看该工程稳定性,使用到区域优势结构面分析。

地基本身比较稳,及时其他不稳。

如果深入研究就会明白,深部有一条大的活断裂,这样会使得桥墩本身逐渐失去稳定性。

如果往更大的方向分析查看,其实他本身就是不稳的。

沿着结构面整个桥墩都会坍塌。

工程建设中的主要工程地质问题

工程建设中的主要工程地质问题

任何边坡都具有一定坡度和高度,在重力作用下,边坡岩土体均处于一定的应力状态,如 果应力发生变化就会导致边坡变形失稳。一般情况下,影响边坡稳定的主要因素有岩层产状、 岩石性质、岩体结构、水的作用、地形地貌及人为因素等。
1) 岩层产状。
当岩层倾角较大时,在背斜山的两坡,单斜山、单斜谷的顺坡开挖路基时,都存在发生顺层 崩塌、滑坡等潜在地质灾害的危险,不宜选线修路。
3) 地质构造条件。 地质构造是控制岩体完整性、稳定性的重要因素,裂隙和断层亦是地下水渗透的直接通
道,隧道选址时应尽量避开地质构造复杂的地区。 ① 岩层产状对隧道选址的影响。当隧道轴线与岩层走向平行时,在水平或近水平的岩层中
修建隧道,地质条件较好,但应将隧道位置选在厚层状均质岩层中。
在倾斜岩层中修建隧道,一般是不利的,因为开挖隧道切断倾斜岩层后,容易造成隧道两 侧边墙所受的侧压力不一致,导致局部变形;在直立或近直立岩层中修建隧道,也是不利的, 特别是将隧道位置选在其厚度与隧道跨度相等或小于隧道跨度的直立软弱岩层中时,更是十分 不利的;一定不能把隧道位置选在软硬岩层的分界线上,因为隧道顶部的地层岩性不同,容易 产生不均匀变形,或在地下水作用下向下滑动,破坏隧道。
3、道路冻害
破坏形式: 路面冻胀 路基翻浆
防治措施: 铺设毛细割断层; 换土; 设排水沟; 提高路基标高; 修筑隔热层.
影响因素: 气温 路基土的性质 水文地质条件 地形特征和植被情况
4、建筑材料
路基工程需要的天然建筑材料种类多,数量大,而且要求各种材料产地沿线两侧零散分布。 建筑材料直接影响工程的设计方案和布局以及质量和造价.
1) 地形条件。 隧道进、出口地段最好是基岩出露比较完整或坡积层较薄,地形边坡应下陡上缓,洞口岩层

_区域稳定性

_区域稳定性

发震断层
全新世活动的断层中近期(过去500年左右)的地震活动中, 震级M5的震源所在断层,或在未来100年内可能发生M5级 的地震断层,称为发震断层。 鉴定要点:
1,第四纪Q以来,特别 是晚更新纪Q3(10万年)以 来活动过的Ft; 2,位于地球物理异常带 的地壳运动差异带;
3,历史上发生过地震。 震中 震源
滑坡:地震触发有潜在滑坡区域的地区发生滑坡。适当的抗震区划。
地表断裂:断层位移导致断层进一步断裂、地面升高与沉陷。
火灾:通常会造成巨大的损失。如日本3:11大地震。 海啸:由于海床断裂引起多向的海浪。 堰塞湖:大规模滑坡导致河道堵塞,水位雍高。汶川大地震。 核辐射:核电站核泄漏,如福岛核电站。
震级(Magnitude)
2:发电厂(火力发电厂工程地质勘察规范): 5万年
3:核电站(核电站地震地质工作大纲):
中、晚更新世Q2~Q3以来无活动的, 8km内不允许有50万年多次活动的Ft, 其中长度大于300km的Ft视为可能发震Ft。 4:岩土工程(岩土工程勘察规范): 1.1万年内有强烈地震活动的Ft。 活断层重复活动周期:相邻两次发震的 时间间隔即为重复周期,一般通过古地 震事件及其年代数据获得。
地震波 震级与烈度 地震活动性判断依据
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1.21 地震成因
力源:现代构造应力。
我国位于欧亚板块东南部,受东部太平洋板块向西俯冲挤压, 西南印度洋板块向北东方向挤压,成为我国大陆邻近地区强震 活动的力源。
中国历次大地震 2008年5月12日四川汶川地震(8.0级) 2007年6月3日云南普洱(6.4级) 2004年5月4日青海省德令哈地区发生(5.5级) 2001年11月14日青海昆仑山地区(8.1级) 1999年9月21日台湾花莲西南地震(7.6级) 1998年1月10日河北尚义地震(6.2级) 1996年5月3号内蒙古包头市地震(6.4级) 1996年2月3日云南丽江地震(7.0级) 1976年8月16日四川松潘—平武地震(7.2级) 1976年7月28日河北唐山地震(7.8级)死亡 24万人 1976年5月29日云南龙陵地震(7.4级) 1975年2月4日辽宁海城地震(7.3级)

区域稳定及岩体稳定分析几个基本问题剖析

区域稳定及岩体稳定分析几个基本问题剖析
剖析
等级划分
I 很好 RMR 100—81 II 好 RMR 80—61 III 中等 RMR 60—41 IV 差 RMR 40—21 V 很差 RMR<=20
RSR的变化范围 25—100
很好 Q 400—1000 极好 Q 100—400 很好 Q 40—100 好 Q 10—40 一般 Q 4 —10 坏 Q 1—4 很坏 Q 0.1—1 坏 Q 0.01—0.1 特坏 Q 0.001—0.01
破坏岩体的完整性, 使岩体力学性质具各 向异性特征,影响岩 体变形破坏方式
各类原生和构 造裂隙,表生 破裂结构面
C.隐微 短小闭合,长度从毫米级 影响岩块的强度和变 结构面 至厘米级,随机分布可有 形破坏特征
统计优势方位
岩石的隐微裂 隙
区域稳定及岩体稳定分析几个基本问题 剖析
• 结构面的形态:
• 平直的:层理、片理、劈理 • 波状起伏的:波痕的层面、揉曲解理 • 锯齿状的: • 不规则的:
• 工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象, 意义如下:
• ⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位,它 导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只 有掌握岩体的结构特征,才有可能阐明岩体不同荷载下内 部的应力分布和应力状况。
• ⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏 方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构 面,常常成为决定岩体稳定性的控制面,各结构面分别为 确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。
场作用下形成的自重应力。
• ⑶水平应力为主的观点

近年来,大量的震源机制资料和应力实测资料清楚地
揭示出地壳岩体内的应力状态存在着不同的类型,其中包
括以下三种典型情况:

传热学第四版课后题答案解析第四章

传热学第四版课后题答案解析第四章
其中第五次与第六次相对偏差已小于 迭代终止。
4-4、试对附图所示的等截面直肋的稳态导热问题用数值方法求解节点2,3的温度。图中 .肋高H=4cm,纵剖面面积 导热系数 。
解:对于2点可以列出:
节点2:
节点3: 。
由此得:
, ,
,于是有: ,
,代入得:
, ,
, ,


离散方程的建立
4-5、试将直角坐标中的常物性无内热源的二维稳态导热微分方程化为显式差分格式,并指出其稳定性条件( 。
3 28.8671875 23.49609375 22.24607565 15.18554258
4 28.93554258 23.53027129 22.28027129 15.20263565
5 28.95263565 23.53881782 22.28881782 15.20690891
6 28.9569089 23.54095446 22.290955445 15..20797723
Fo=0.2及0.24时计算结果的对比列于下表:
Fo=0.2
Bi=0.1
Bi=1
Bi=10
第一项的值
0.94879
0.62945
0.11866
前六和的值
0.95142
0.64339
0.12248
比值
0.99724
0.97833
0.96881
Fo=0.2
Bi=0.1
Bi=1
Bi=10
第一项的值
0.99662
第四章
复习题
1、试简要说明对导热问题进行有限差分数值计算的基本思想与步骤。
2、试说明用热平衡法建立节点温度离散方程的基本思想。

《区域构造稳定性》课件

《区域构造稳定性》课件

地球化学勘探
总结词
地球化学勘探是利用地球化学原理和方法,研究地表和地下介质中元素分布和迁移规律的方法,对于评估区域构 造稳定性具有一定的参考价值。
详细描述
地球化学勘探主要包括岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、水地球化学测量等方法,通过这些方法可以了解 区域内元素的分布和迁移规律,为评估区域构造稳定性提供一定的参考依据。
《区域构造稳定性》 ppt课件
目录
CONTENTS
• 区域构造稳定性概述 • 区域构造稳定性分析 • 区域构造稳定性评价 • 区域构造稳定性工程实践 • 未来研究方向与展望
01
区域构造稳定性概 述
定义与重要性
定义
区域构造稳定性是指在较大区域内,地壳构造的相对稳定程度,即地壳变形的 速率、幅度和方向等特征在长时间尺度内保持相对稳定的能力。
重要性
区域构造稳定性直接关系到人类工程建设的可行性、安全性以及资源开发利用 的可持续性,是地质工程、岩土工程和地震工程等领域的重要研究内容。
区域构造稳定性的影响因素
地质构造因素
包括地壳运动、断裂活动、岩浆活动等,这些因素通过影响地壳的 应力状态、岩石的力学性质等,对区域构造稳定性产生影响。
地球物理场特征
地球物理场的变化可以反映地壳的应力状态、地壳厚度和地壳结构 的差异,从而影响区域构造稳定性。
气候变化
气候变化可以影响地表水和地下水的水位、流量等,从而影响地壳的 应力状态和变形,对区域构造稳定性产生影响。
区域构造稳定性的评估方法
地质分析法
01
通过对地质资料的分析,了解区域地质构造特征、地壳运动规
律和岩土体性质等,评估区域构造稳定性。
构造应力场
构造应力场是指由地壳运动和地质构造引起的应力场,它对区域构 造稳定性和地质灾害的发生具有重要影响。

3工程地质学-区域稳定性问题

3工程地质学-区域稳定性问题

• 其它标志
– 大地测量取得的构造形变资料; – 地球物理场异常; – 断裂发震的频率与强度资料等。
• 活断层的判断,必须结合现场工程地质勘 察要求,航卫片、钻孔、探槽等多种方法 综合分析。
活断层对工程地质的影响
• 影响工程地质的活断层的特性有:
– 断层类型 – 规模 – 错动速率 – 活动周期等
地震烈度:是指某地区的地面和各种建筑物、 构筑物遭受一次地震的影响和破坏程 度,即地震对建筑物破坏和变形的强 烈程度,它是综合评定历史地震宏观 震害程度的依据。 烈度不仅与地震震级大小有关,也 与震源深度、离震中的距离及地震波 所通过的介质条件等多种因素有关。 一次地震,震级虽然只有一个,但随 震中距增大,地震烈度值则逐渐递减。
3、塌陷地震:由于地下岩 洞或矿井顶部塌陷而引起 的地震称为塌陷地震。 这类地震的规模比较 小,次数也很少,即使有, 也往往发生在溶洞密布的 石灰岩地区或大规模地下 开采的矿区。
4、诱发地震:由于水库蓄 水、油田注水等活动而引 发的地震称为诱发地震。 这类地震仅仅在某些 特定的水库库区或油田地 区发生。
活动断层参数的定量研究活断层的年龄活断层区的工程原则有低级别的活断层的场地优于有高级别的活动时期老的断层的场地优于活动时期新的全新世11000年内无活动断层的场地优于全新世内有活动的断层的场如为逆断层或正断层类型尽可能避开有强烈地表变形和分支次生断裂发育的断层上盘
工程地质学
区域稳定性问题
区域稳定性的定义
• 走向滑动断层
– 水平错动为主,垂直升降很小。分支断裂较其 它类型断层少,断裂面比较平直。若重新活动, 有十分明显的继承性和重复性。 – 河流最易沿这种断层发育,所以水工建筑也最 易受这类断层的威胁。
– 对这类断层,主要研究第四纪位移量的比重, 最近活动的时间以及活动方式、错动速率等。
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③正断层 在错动过程中,垂直断面走向的水平方向有所伸长。伴 随这类断层活动的变形(下沉)和分支断层错动,主要集中于 下降盘。与河谷平行断面倾斜的正断层,可以使拦河坝产生 比其它形式断层运动更宽的初始裂缝(下图)。一般说来, 这类断层的可识别程度介于走滑断层和逆断层之间,其影响 带宽度和对工程的危害程度也介于两者之间。
在基础理论、研究思维方法等方面的一些新进展。
1)学科理论体系的建立和完善。重点论述地壳稳定性分析、主要 地质灾害风险估算和地壳稳定性评价3个层次的基础理论。
2)研究思路和方法不断更新。主要论述系统的、多层次的研究思
路;动态的、发展演化的研究思路和多种方法相互补充验证的研究思 路。
第二节 活断层的工程地质研究
美国原子能委员会:
狭义上,是全新世一万年以内; 广义上,能动的断层,过去3.5万年内活动过; 过去50万年内反复活动过,与之有联系的断层; 有地震活动记录的断层。
在我国:分铁路1万年内; 核电站5万年内。

2.活断层的基本特征
(1)深大断裂反复活动的产物;
(2)具有继承性,反复性; (3)具有两种活动方式:
补充阅读:

(2)我国区域地壳稳定性研究的新进展 区域地壳稳定性研究是工程地质学中与地质力学和构造地质学关 系密切的一个分支学科。近10年来,随着国家大型工程建设的高速发 展,区域地壳稳定性研究取得了长足的进步,逐步形成了自己的学科 理论——区域地壳稳定性工程地质学。我们从两个方面介绍这门学科
在我国逆冲型活断层主要发育于西部地区。 受印度板块年速率约6cm的NNE向俯冲的推挤, 自南而北有喜马拉雅山南麓逆冲推覆断层,天 山南侧,天山北侧逆冲推覆断层等几个长达数 百公里走向近东西的逆冲型活断层,青藏断块 东界的北段,则有走向北东的龙门山逆掩推覆 断层;所有这些断层都是活动性强烈的发震断 层。
(3)研究新生代以来继承性活动的区域性深断裂的空间 分布规律和活动程度;同时还要分析新生代特别是中新世 以来形成的断陷盆地或断陷槽谷的特点,地壳的升降速率
及深部地球物理特征等问题。
(4)根据区域地震及地震地质资料,研究表征地壳活动 程度的地震指标,如历史最大震级、地震频率、烈度及地
震活跃期释放的总能量等,划分地震危险区和相对稳定区。
区域地壳稳定性相对较差。为了使区域地壳稳定性评价与分区获得定
量化认识,更好地服务于经济建设和减灾防灾,应着重分析中国现今 活动的主要构造体系与内动力地质灾害的分布规律的基础的划分;其次进行定量化评价指
标的选定、取值、权重分配及评价标准的定;最后运用模糊数学进行 中国区域地壳稳定性定量化评价与分区。



怎样知道一个地区有没有活断层,或者一条断层是不是活动断层呢?目 前采用的主要方法是根据活断层的判别标志来进行判断。地貌上的标志有, 断层崖、三角面、洪积扇叠置、河流裂点等;河流、山脊或冲沟的水平位错; 全新世以来的最新地层被错断现象,往往是活断层存在的证据;地表疏松土 层若出现大面积有规律分布的地裂缝,且其总体延展方向又与基底断层的方 向大体一致时,是基底活断层的有力证据;深断裂第四纪新活动(复活)所 形成的第四系内断层;另外地震学方法也可以帮助我们进行判断,一是 1≤M≤3级地震频繁发生,且震中线性分布良好,再是沿断层发生两个或更 多个中强以上地震,都是活断层存在的证据。 另外,我们还可以利用遥感影象解译资料帮助判断活动断层,前述地貌 标志中的断层崖、三角面、洪积扇叠置、水系变迁、冲沟、山脊的水平位错 等在遥感影象上均有反映;冲积层中的活断层带经常构成地下水的障壁,往 往沿活断层出露一系列泉,或形成断层两侧地下水位高程不同,致使地面的 色调或植被不同,成为遥感影象判别活断层的有力标志。遥感影象解译活断 层时应注意现场调查验证。另外,还可以用断层新活动年龄测定的方法对活 动断层的最新活动年龄进行测定,用以确定断层是否为活断层或进一步确定 其活动年代。如14C法,热释光法、电子自旋共振法、铀系测年法,以及光 释光法等。
①走向滑动或平移断层 此类断层的断层面,近于直立,因之其地表出露线也就 最为平直;常表现为极窄的直线形断崖。主要是断层面两 侧相对的水平运动,相对的垂直升降很小。河流最易于沿 这种断层发育,水工建筑物也就最易于受到这种活断层的 威胁。如断层与坝轴线小角度斜交,由于断层错动而造成 的心墙拉开宽度可以相当大(下图)。
有名的走向滑动型活断层有美国加州的圣 安德烈斯断层系 ,土耳其安纳托利亚断层系, 新西兰的阿尔卑斯断层系等。运河主要是被这 类活断层所错开的。我国的活断层也以走向滑 动型为最多,特别是西南和西北,有些走滑型 活断层规模非常巨大;例如塔里木断块南的阿 尔金山断裂,青藏断块内部的鲜水河断裂,川 滇断块西界的红河断裂都是我国西部长达数百 到数千公里的活动着的走滑断裂。这些断层的 水平错动往往在地形上留下明显迹象,尤以对 水系的错动改造最为明显。

3、活断层的鉴定标志
①地质特征:最新沉积物的地层错开,是活断层最可靠 的地质特征. 一般来说,只要见到第四纪中晚期的沉积物被 错断,一般其断裂带由松散的破碎物质组成,滑坡,新断层中 的胶结物较少. ②地貌特征: 活断层往往构成两种截然不同的地貌单 元的分界线,并加强各地貌单元之间的差异性. 典型的地形是:一边是断限区,一边是隆起区,两者界线孑 然分明.


这里应当指出的是,由于测年方法本身的局限性及样品采集等方面的原 因,目前测年数据的可信度还不太高,所以应注意综合分析。总之,活断层 的确定是一项复杂而重要的工作,应采取特别慎重的态度,不应仅根据单一 标志、单一方法来确定,而应采取综合评判的方法。 人类要改造自然,征服自然,就要修建各种工程建筑物,为此,必须查 明工程建筑区的工程地质条件,以保证工程建筑物安全稳定和正常运营,而 活断层对工程建筑物会产生严重威胁,所以,人们在查清工程建筑区的工程 地质条件时,必须查清有无活断层并确定其规模。如果一个地区有活断层存 在,则该地区的稳定性就很差。选择建筑场地时一般应避开活动断裂带,特 别是重要的建筑物更不能跨越在活断层上。铁路、输水线路等线性工程有时 不能避开活断层,跨越它时应尽量避开主断层。有的工程一定要在活断层附 近施工,应考虑把建筑物放在断层的下盘较为妥善。此外,还应选择合适的 建筑物结构形式和尺寸,以尽量有效地抵御活断层所产生的地震力或地表位 移的影响和破坏。例如,浮阀基础对避免地面水平位移和破坏,便有着显著 优越性;为适应坝基断层位移,土石坝比任何混凝土坝都可靠;此外,为减 少或避免地震力的破坏,可对建筑物构件本身的材料、形状、尺寸,以及其 端部联结条件给以调整,使建筑物与地震的振动周期保持较大差值;在一定 条件下也可以加固地基或改善地基的性质。
区域稳定性问题的研究是以区域构造分析为基础,从地
壳形变和构造应力场的演化过程,探讨断裂构造的活动性,研 究历史地震和地震地质资料,进而探讨工程地基、场地的地震 效应及地震动力学问题,进行地壳稳定性分区。分析工作的重 点是: (1)研究区域大地构造特征,从地质建造、岩相古地理、 岩浆活动、构造变形及深断裂的分析,研究区域地壳形成历史 和形变的过程,划分大地构造基本单元或构造体系。 (2)研究区域所受构造应力场历史,特别要分析现代构造 应力场的分布规律及区域主应力方向及性质。
③水文地质特征: 活动断裂带的透水性和导水性较强, 因此当地形,地貌条件合适时,沿断裂带泉水常呈现状分布, 且植被发育.
④资料鉴别: 历史地震和历史地表错断资料,记录,佐证, 考古方法等; ⑤仪器测定: 利用精密仪器进行位移测定.如:利用密集的 地震台网能确切的测定小震震中位置,并确定活 断层的存在.
a.粘滑断层:由突发性滑动完成,滑动迅速;
b.濡滑断层:由持续性滑动完成,滑动缓慢;
补充阅读:

活断层与工程建设
活断层一般被理解为目前还在活动的断层,或者近期曾有过活动、不久 的将来还可能重新活动的断层。对“近期”的看法尚不统一,有的人认为只 限3.5万年,还有的限于10万年或50万年。“不久的将来”一般是指重要建 筑物如大坝、核电站等的使用年限(约100年)。 活断层有不同的分类。按运动速率分为A、B、C、D不同级别;按运动性 质分为粘滑的和蠕滑的;按发震与否分为发震的和非发震的;按几何形态 (两盘相对运动方向)分为走滑(又分左旋和右旋)、倾滑(正断和逆断) 和混合型等。 活断层对工程建筑物安全的威胁主要来自断层错动—突发错动(产生地 震的粘滑)和缓慢错动(不产生地震的蠕滑)。前者往往和地震相伴随,在 我国大陆区震级为6.3-4以上的地震才能产生不同规模的地表破裂带和地表 位移。而蠕滑也可以产生地表位移和地面破裂,但其形成过程是一个缓慢的 应变积放过程,其位移量也是一种缓慢的积累过程。无论哪种方式的位移都 会对工程建筑物造成威胁,因而对活断层进行工程地质研究和工程安全评价 非常必要。
1、活断层的定义 活断层或称活动断裂,现今仍在活动的;近期曾经活动过 的;将来可能会活动的断层. 对活断层的有关讨论: (1)近期曾经活动的以及现在活动的没有任何异议; (2)潜在的活动断层:对其时间上限有争议; 对于曾经活动的断层,主要有: 第四纪以来活动过; 晚更新世之内活动过; 是近3.5万年以来活动过; 全新世以来活动过;
(5)联系工程场地和建筑物地基的地质、地形条件和岩 土的基本动力性质,探讨其地震效应和地震动力学问题,
评价场地地震危险性,为工程建筑的设计和采取工程抗震
设防措施提供科学的依据。
补充阅读:

(1)中国区域地壳稳定性定量化评价与分区 中国地处环太平洋构造带与地中海构造带交接部位,地质构造复 杂,活动性较为强烈,各种内动力地质灾害比较严重,总体看来中国
4、活断层的工程地质研究
活断层的特性包括活断层的类型和活动方 式,活断层的规模,活断层的错动速率及其分 级,活断层的重复活动周期,以及作为活断层 活动记录的古地震事件等。 ⑴活断层的类型和活动方式 按构造应力状态及两盘相对位移的性质, 可将活断层划分为地质上熟悉的三种类型,即: 走向滑动或平移断层,逆断层和正断层。其中 以走向滑动型最为常见。三类活断层由于几何 特征和运动特性不同,所以它们对工程场地的 影响也各异。
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