工程地质活断层PPT

如上图，可看出几期运动： ① C堆积以前，断层已活动，位移量大；
② C堆积以后，D堆积以前，断ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ至少一次运动
（CD的错距不同）； ③ D堆积后，至少一次活动，CD错距不同；
• 1.2. 断层破碎带构造形迹
活动断层因其形成时间较晚，一般表现为构造带物质欠固结欠胶结 状态，较为松散。另外，表现出脉体变形被切断，构造岩片理化，透镜 化，断面新鲜无风化，第四系物质牵引弯折等。断层矿物的显微变形出 现显微组构（如不等颗粒拉长，光轴微定向等）
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。
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过的 断层。后者也称为潜在活断层。
《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。
（2）根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得
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。
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。
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。
在世界许多地区，对活断层的辨认和研究最初是从 地震断层开始的。如日本1891年浓尾地震，美国 1905年旧金山地震，都产生了明显的地震地表断 层，从而推动了对活断层的研究。
按上式计算，对于S＝1～10mm/a的A级活断层，当发生 M＝7～8的地震时，R≈1000年。
④ 根据第四纪地层、地质错动证据，结合年龄测定确定周期。
据研究，活断层活动周期一般在1—2千年左右，少数上万年或几百年。
三次运动： ①第一次（4200a）上盘块体下滑， 产生张裂缝，堆积W1 ②第二次（2700a）上盘继续下滑， 产生拉张裂缝，将W1拉开，途中 堆积W2 ②第三次（820a）继续下滑，出现F1 断裂，将W2错断（垂直距离0.6m）
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，这里断层长度是指 现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。
• 1.3.伴有地震现象的活断层，地表 出现断层陡坎和地裂缝
如，日本丹那断层带，地震产 生很多地裂缝，呈雁形排列
2.地貌方面
• 不同地貌单元突然相接，或两边沉积物厚度显著差别
例如，隆起山区与断陷盆地突然相接。一次错动量大 的活断层，沿线分布断层三角面、断层崖、陡坎、垭口、 “V型谷”等
• 地貌单元的分解和异常
（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。
采用精密水准测量和三角测量在可能活动断层两侧进行 地形变测量，可以有效地获得断层活动性的有关证据。
四、地球化学及地球物理标志
断层的现代活动，必然导致断层带内产生物理、化学变 化，其中如断层气、放射性异常；重力、磁力、地温等物 理异常。通过测量分析，可以间接作为活断层的佐证。
载波相位差分技术(Real Time Kinematic）RTK技术 是建立在实时处理两个测站的 载波相位基础上的。载波相位 差分原理为，由基准站通过数 据链,实时将其载波观测量及 站坐标信息一同传送给用户站。 用户站接收GPS卫星的载波相 位与来自基准站的载波相位， 并组成相位差分观测值进行实 时处理，能实时提供观测点的 三维坐标(毫米级)。
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
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
研究表明，印度板块与欧亚于大约3800万年前相互碰撞，此后印度板块仍 以每年约5cm的速度向北北东方向推进，强力地推挤着欧亚板块, 板块接触带 的两个端点位于察隅和伊斯兰堡附近。在碰撞挤压过程中欧亚板块内产生了塑 性或粘性流动变形。
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。
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，可以采用数字分析（如有限元）方 法确定断层长度及断距。
振动液化（ Liquefaction ）
San Andreas Fault offsetting streams On the Carrizo Plain
Loma Prieta, CA,1989
El Centro, CA,1979
.
海啸（ Tsunami）
第二节 活断层的基本特征
本节主要介绍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。
可按以下四种方法确定错动周期：
① 按地壳应变速率（这是近似当成断层平均 错动速率）S及一次地震错动量d计算R。
② 根据2次地震条件、时间间隔确定 ③ 根据地震震级及错动速率，由经验统计式
计算
许多人研究了震级M、错动速率S与错动周期的关系； 建立了许多统计关系。如日本的松田时彦对日本断层错动 与地震震级关系时，得到lgd=0.6M-4.0,错动周期是R=d(错 移量)/s(错动速率)，即有
活断层决定多数破坏性地震的发震位置, 活断层的规 模、大小、位置和活动时代属性决定了地震震级大 小，同时对地震的地面运动具有复杂的影响。
San Francisco City Hall, 1906
Cypress Freeway Structure, Oakland — Loma Prieta Earthquake, 1989
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 差异升降活动为它的断陷盆地 边缘。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。
周期：一次→二次 4200-2700=1500年
二次→三次 2700-820=1880年
速度：
二次→三次
0.6÷1880≈0.75mm/a
北天山西部喀什河断裂
第三节 活断层的鉴别标志
断层的活动性与否要通过一些标志加以鉴别。鉴别有 直接测定活动物质年龄的方法，也可以从有关的地质、地 球物理等现象间接判断。
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。
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。
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
1、错动速率
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 错动速率从两个方面获得： （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。
浓尾地震：一条通往岐阜城的大路被断层崖切断， 断层东侧的地面升高约6米，并向北滑动约4米。 在日本政界和学术界引起震动，并促成在日本成 立了世界上最早的震害预防研究机构。
旧金山地震：圣安德列斯断层，476公里长 。这样 等级的地震是第一次被清楚地以相片记录下来， 也使得后来活断层科学研究蓬勃发展。
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 圈板块在软流层之上漂移，不断地运动。