活断层和地震工程地质

Ch1 活断层和地震工程地质

§1概述 §2活断层 §3地震 §4诱发地震
1
§1概述

活断层和地震是两种密切相关的工程动 力地质作用，它们对工程建筑物的影响 范围较大，是区域性的，而且往往突然 发生，酿成严重灾害。在工程地质学科 领域内，将由活断层和地震活动所产生 的工程地质问题，称为“区域地壳稳定 性问题”。
15
（三）活断层的错动速率和错动周期



活断层的错动速率，一般是通过重复精 密地形测量和研究第四纪沉积物年代及 其错位量而获得的。 重复精密地形测量可以精确地测定活断 层不同地段的现今错动速率。 第四纪沉积物年代及其错位量的研究， 只能确定活断层在最新地质时期内的平 均错动速率。
16
错动周期


活断层的产状包括


断层面的走向 倾向 倾角

可通过遥感影像判读、宏观地质调查、 震源机制断层面解，以及对等震线几何 特征、地表地震断层和裂缝带、大地测 量资料的分析等多种途径获取。
14
（二）活断层的长度和断距



研究者习惯上将地震时地表断裂带长度和断层 最大位移值来分别表征活断层的长度和断距。 一般地说，地震的震级愈大，震源深度愈浅， 则地表断裂愈长，断层位移量也愈大。 实测资料表明，一般大于 7.5 级的浅源地震均 伴有地表错断，而小于5.5级者则少见。

地震断层两次突然错动之间的时间间隔，即是 活断层的错动周期。 活断层发生大地震的重复周期往往长达数百年 至数千年，有的已超出地震记录的时间。 地震断层的错动周期主要取决于断层周围地壳 应变速率和断层面锁固段的强度。一般情况是： 应变速率愈小，锁固段强度愈大，则错动周期 愈长。这即是说，地震强度愈大的活断层。其 错动周期愈长。因此，刚发生过大地震的地段 应该是安全的。
铁路线1×104a 高坝和核电站5×104a
7
二、活断层的基本特征


（一）活断层是深大断裂复活运动的产 物 （二）活断层的继承性和反复性 （三）活断层的活动方式
8
（一）活断层是深大断裂复活运动的产物



国内外大量的研究结果表明，活断层往往是地 质历史时期产生的深大断裂，在挽近期及现代 地壳构造应力条件下重新活动而产生的。 深大断裂指的是切穿岩石圈、地壳或基底的断 裂，其延伸长度达数十、数百、甚至数千公里， 切割深度数公里至百余公里。 复活运动的标志是地震活动和地热流异常等， 尤其是那些走滑型活断层最易伴生强震，形成 地震带。例如，我国川西的安宁河地震带和则 木河地震带。
5
§2活断层

一、活断层的概念及研究意义 二、活断层的基本特征 三、活断层参数的定量研究 四、活断层的鉴别 五、活断层区的建筑原则
6
一、活断层的概念及研究意义


定义：指现今正在活动的断层，或近期 曾活动过、不久的将来可能会重新活动 的断层 。 我国规定潜在活断层的时间上限：

2
§1概述



据统计，世界上90％以上的地震是由于断层活 动而引起的。 地球的构造运动可使地壳和上地幔中积聚构造 应力，当构造应力增大并超过介质强度时，往 往表现为活断层的突然错动，释放应变能，并 以弹性波的形式在地壳表层传播而发生地震。 活断层活动时并不一定都发生地震。

将活断层划分为蠕滑断层和粘滑断层。一般地说， 粘滑断层会发生地震，因此也可称它为地震断层。
17
（四）活断层的年龄判据



活断层的年龄判据，以第四纪地质学和 地层学研究等为基础来判定活断层的地 质年代或年代范围。 在此基础上应用现代测试技术，取样测 定绝对年龄。 年龄判据方法可分为错断地层年龄法 （间接法）和断层物质绝对年龄法（直 接法）两大类。
18
四、活断层的鉴别



活断层的鉴别是对其进行工程地质评价 的基础。 由于活断层是第四纪以来构造运动的反 映，显示出新的构造活动形迹。 可以借助地质学、地貌学、地震地质学 以及现代测试技术等方法和手段，定性 和定量地鉴别它。
3
§1概述


据统计，全世界每年发生大约500万次地 震， 其中绝大多数是不为人们感知的小地震； 破坏性地震约1000次； 强烈性破坏地震十几次
4
§1概述



我国自然地质条件复杂，地处环太平洋地震带 和地中海—喜马拉雅地震带这两个世界上最强 的地震带之间，是世界上最大的一块大陆地震 区，深受地震灾害之苦。 近数百年来世界上灾害最重的震例，大多数发 生在我国。 1976 年唐山 7.8 级大地震，使该市 市区夷为废墟，死亡二十多万人，是本世纪以 来世界上最惨重的地震灾害。 因此，活断层和地震是工程地质学研究的重要 课题之一。
9
（二）活断层的继承性和反复性

研究资料表明，活断层往往是继承老的 断裂活动的历史而继续发展的，而且现 今发生地面断裂破坏的地段过去曾多次 反复地发生过同样的断层运动。
10
（三）活断层的活动方式

活断层的活动方式基本有两种


来自百度文库
一种是以地震方式产生间歇性地突然滑动， 称地震断层或粘滑型断层； 另一种是沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动， 称蠕变断层或蠕滑型断层。
11
（三）活断层的活动方式


粘滑型断层的围岩强度高，断裂带锁固能力强， 能不断积累应变能。当应力达到围岩强度极限 后产生突然滑动，迅速而强烈地释放应变能， 造成大的地震。所以沿这种断层往往有周期性 地震活动。 蠕滑型断层主要发育在围岩强度低，断裂带内 含有软弱充填物，或孔隙液压和地温的高异常 带内，断裂锁固能力弱，不能积累较大的应变 能，在受力过程中易于发生持续而缓慢的滑动。 断层活动一般无地震发生，有时可伴有小震。
12
三、活断层参数的定量研究

活断层在时空域内运动的参数有

活断层的产状 长度 断距 错动速率 错动周期 活动年龄

这些参数是在活断层区进行地震预报和设防的 重要资料，对它们的了解和分析有助于把握活 动断裂的活动规律性，也是评价建设场地区域 地壳稳定性的重要依据。
13
（一）活断层的产状
19
（一）地质、地貌和水文地质特征


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。 一般活断层的破碎带由松散的破碎物质 所组成，而老断层的破碎带均有不同程 度的胶结。所以松散、未胶结的断层破 碎带，也可作为判别活断层的地质特征。