西南科技大学本科工程地质活断层和地震工程地质研究-2讲解
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第四部分 活断层与地震PPT课件
1、活动断裂与地震的关系
1.6 我国大陆地震活动与现代构造应力 场与形变场的关系
根据大量震源机制解及地震时地表断层错 动方式分析，我国广大地区主压应力以近水平 方向者为主。主压应力仰角小于30度者占80% 以上，且以东经105º为界，可区分出两大应力 系统。
西部为近南北向-北北东向挤压应力场。
东部为大面积的近东西的水平挤压应力场。
活断层可以是在老断层基础上继续活动的结果，也可以是 在岩石中新形成的破裂构造。 活动断裂有的是一条断层， 但多数是几条断层组成的活动断裂带。
1、活动断裂与地震的关系
复活运动的标志是地震活动和地热流异常等 • 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。 （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。活动标志：地震活动和地热流异常。 我国活断层的分布．总体 来说是继承了老的断裂构造，尤其是中生代和第三纪以来断裂构造的 格架。
2.7 遥感技术的应用
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
第四部分 活断层与地震PPT课件
平均错动速率：最新沉积物的错动位移与沉积年 代之比
1、活动断裂与地震的关系
1.5 活断层的参数
活断层错动速率是相当缓慢的，两盘相对位移平均达到 1mm／a，已属相当强的活断层。
世界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯断层，两盘 间年平均最大相对位移也只有5cm。
所以，即使是现今还在蠕动的断层，也不能用一般的观测 方法取得它活动的标志，而需采用重复精密水准测量(水准环 测或三角、三边测量)。近年还采用全球定位系统或超长基线 (VIBI)测量法测得两盘相对位移。
1、活动断裂与地震的关系
我国6级以上地震的发展构造条件
构造条件
地震数 百分比 （%）
断裂 交汇 99 52
断裂 弯曲 29 15
活动强烈 地段 27 14
断裂 端地震烈度区划工作报告》，1981
1、活动断裂与地震的关系
1.3 断层的运动 两种形式:
• 蠕动(-间断、缓慢如1cm/年 蠕动仪--地下管道变成弓形, 长大建筑物错开等灾害)
1、活动断裂与地震的关系
1.5 活断层的参数
产状
断层面的走向、倾向、倾角
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。
1、活动断裂与地震的关系 1.5 活断层的参数
错动速率
现今错动速率：精密地形测量确定
• 突然滑动(地震) • 运动特点: • 不连续，受断层泥控制
• 破坏性地震是在已发育的断层带上发生的，往往是重复的。
• 这说明断层是发展的，在发展过程中发生地震。需要指出的 是其发展不是一个均匀的连续过程。断层运动，有时极慢， 似乎未动，不见地震，形同锁住。实际上可能正处于酝酿过 程中，待其成熟，先在一些最弱点开始破裂，引起小震，继 续发展到最后大破坏，发生大震，随后渐次平静，恢复如前， 又酝酿一次新的大震。这些都是震源断层的物理状态所决定 的，其特点是运动不连续，慢时如锁住，急时发生地震。断 层锁住，主要由于断层泥的胶结。断层在长期活动中，两壁 岩石磨成粉底，渗以地下水，日久成为很厚的断层泥，阻碍 断层运动，若胶结牢固，可使断层完全不动。当断层活动力 强时，断层泥起润滑作用，在特殊条件下，可使断 层不停地 滑动，成为蠕动。一般断层的运动则受断层泥控制，当构造 应力弱时，断层不动如锁住，这是暂时的，待构造应力成长， 克服了断层泥的阻抗时，便以弹性反跳方式，突然滑动
1、活动断裂与地震的关系
1.5 活断层的参数
活断层错动速率是相当缓慢的，两盘相对位移平均达到 1mm／a，已属相当强的活断层。
世界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯断层，两盘 间年平均最大相对位移也只有5cm。
所以，即使是现今还在蠕动的断层，也不能用一般的观测 方法取得它活动的标志，而需采用重复精密水准测量(水准环 测或三角、三边测量)。近年还采用全球定位系统或超长基线 (VIBI)测量法测得两盘相对位移。
1、活动断裂与地震的关系
我国6级以上地震的发展构造条件
构造条件
地震数 百分比 （%）
断裂 交汇 99 52
断裂 弯曲 29 15
活动强烈 地段 27 14
断裂 端地震烈度区划工作报告》，1981
1、活动断裂与地震的关系
1.3 断层的运动 两种形式:
• 蠕动(-间断、缓慢如1cm/年 蠕动仪--地下管道变成弓形, 长大建筑物错开等灾害)
1、活动断裂与地震的关系
1.5 活断层的参数
产状
断层面的走向、倾向、倾角
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。
1、活动断裂与地震的关系 1.5 活断层的参数
错动速率
现今错动速率：精密地形测量确定
• 突然滑动(地震) • 运动特点: • 不连续，受断层泥控制
• 破坏性地震是在已发育的断层带上发生的，往往是重复的。
• 这说明断层是发展的，在发展过程中发生地震。需要指出的 是其发展不是一个均匀的连续过程。断层运动，有时极慢， 似乎未动，不见地震，形同锁住。实际上可能正处于酝酿过 程中，待其成熟，先在一些最弱点开始破裂，引起小震，继 续发展到最后大破坏，发生大震，随后渐次平静，恢复如前， 又酝酿一次新的大震。这些都是震源断层的物理状态所决定 的，其特点是运动不连续，慢时如锁住，急时发生地震。断 层锁住，主要由于断层泥的胶结。断层在长期活动中，两壁 岩石磨成粉底，渗以地下水，日久成为很厚的断层泥，阻碍 断层运动，若胶结牢固，可使断层完全不动。当断层活动力 强时，断层泥起润滑作用，在特殊条件下，可使断 层不停地 滑动，成为蠕动。一般断层的运动则受断层泥控制，当构造 应力弱时，断层不动如锁住，这是暂时的，待构造应力成长， 克服了断层泥的阻抗时，便以弹性反跳方式，突然滑动
《地震工程地质研究》课件
研究地震工程中的地质因素
研究地震工程中的地质构造、岩土性质、地应力、地下水等因素，以及这些因素对地震工 程的影响和作用机制。
为地震工程提供地质建议和措施
根据对地质条件的调查和分析，为地震工程提供地质建议和措施，包括地基处理、边坡加 固等，以提高地震工程的稳定性和安全性。
03
地震工程地质勘察
地震工程地质勘察的方法
水利工程
在水利工程建设中，进行地质勘 察可以了解水库、水电站等建设 地点的地质条件，为工程设计和 施工提供依据。
04
地震工程地质评价
地震工程地质评价的方法
地质调查法
01
通过实地调查和观测，了解地质构造、岩土性质、地下水等情
况，为地震工程地质评价提供基础数据。
数值模拟法
02
利用数值计算方法，模拟地震作用下岩土体的响应和变形，预
程建议和措施。
地震工程地质勘察的实践应用
城市规划 通过对城市区域的地质勘察，了 解城市地质结构和岩性特征，为 城市规划和建设提供科学依据。
矿产资源开发 在矿产资源开发中，进行地质勘 察可以了解矿体的分布和特征， 为矿产资源的合理开发程建设中，进行地质勘 察可以了解道路、桥梁、隧道等 建设地点的地质条件，为工程设 计和施工提供依据。
地震工程地质监测
在工程建设和运营过程中，对场地及 其周围的地质环境进行监测，及时发 现和评估潜在的地质灾害风险，为抗 震减灾提供实时数据支持。
02
地震工程地质基础知识
地震工程地质学概述
学科定义
地震工程地质学是一门研究地震工程问题中地质因素的科 学，旨在解决地震工程中的地质问题，保障地震工程的安 全性和稳定性。
地震工程地质勘察的步骤
收集资料
收集相关地质资料、气象、水 文等资料，了解工程区域的地
研究地震工程中的地质构造、岩土性质、地应力、地下水等因素，以及这些因素对地震工 程的影响和作用机制。
为地震工程提供地质建议和措施
根据对地质条件的调查和分析，为地震工程提供地质建议和措施，包括地基处理、边坡加 固等，以提高地震工程的稳定性和安全性。
03
地震工程地质勘察
地震工程地质勘察的方法
水利工程
在水利工程建设中，进行地质勘 察可以了解水库、水电站等建设 地点的地质条件，为工程设计和 施工提供依据。
04
地震工程地质评价
地震工程地质评价的方法
地质调查法
01
通过实地调查和观测，了解地质构造、岩土性质、地下水等情
况，为地震工程地质评价提供基础数据。
数值模拟法
02
利用数值计算方法，模拟地震作用下岩土体的响应和变形，预
程建议和措施。
地震工程地质勘察的实践应用
城市规划 通过对城市区域的地质勘察，了 解城市地质结构和岩性特征，为 城市规划和建设提供科学依据。
矿产资源开发 在矿产资源开发中，进行地质勘 察可以了解矿体的分布和特征， 为矿产资源的合理开发程建设中，进行地质勘 察可以了解道路、桥梁、隧道等 建设地点的地质条件，为工程设 计和施工提供依据。
地震工程地质监测
在工程建设和运营过程中，对场地及 其周围的地质环境进行监测，及时发 现和评估潜在的地质灾害风险，为抗 震减灾提供实时数据支持。
02
地震工程地质基础知识
地震工程地质学概述
学科定义
地震工程地质学是一门研究地震工程问题中地质因素的科 学，旨在解决地震工程中的地质问题，保障地震工程的安 全性和稳定性。
地震工程地质勘察的步骤
收集资料
收集相关地质资料、气象、水 文等资料，了解工程区域的地
第七章活断层与地震工程地质研究PPT课件
1906年4月18日凌晨5时12分，美国旧金山发生7.9级强烈地震（后来修正为8.3级）
跨圣安德烈斯断裂的篱笆在1906年旧金山地震之后发生了3-4m的错动
（G.K.Gilbert，USGS）
断层突然错动使地面变形
1999年9月21日凌晨1时47分，台湾南投县集集地区发生7.6级 大地震，震源深度10公里左右，重灾区在日月潭。
（1）断层的地面错动及其附近伴生的地面变形，往往会 直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。
1976年唐山地震使铁 路扭曲
唐山地震：长达8km的、呈N30°E方向 通过市区地表错断。最大水平错距3m， 垂直断距0.7一l m，错开了道路、围墙、
房屋等建筑物。
靠近旧金山第六街的布鲁克桑姆街路面出现了深深 的地裂缝并有明显的垂直位错
中国地质科学院地质力学研究所秦向辉等人指出，通 过对比分析2003年、2008年和2010年在宝兴、康定地区4 个钻孔的水压致裂应力测量资料，结果表明：龙门山断裂 西南段，尤其是断裂西南端部的康定地区，地震后仍然积 累有较高的地应力。龙门山断裂西南端的最大水平主应力 已经达到断层活动应力临界下限值，断裂活动进入临界状 态，未来具有发生逆断层活动的可能性。结合地应力测量 结果、地震地质等资料认为，龙门山断裂西南端具有潜在 大震危险性，值得重点关注和研究。
一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历 史时期或近期地质时期活动过、极可能在不久的 将来重新活动的断层。后一种情况也可称为潜在 活断层(potentially active fault)。
断层在目前持续活动，是判定活断层的无可争议 的证据。人类历史时期有过活动记录的是潜在活 断层。
对“近期地质时期”却有不同的理解与限定。
第七章 活断层和地震工程地质研究
跨圣安德烈斯断裂的篱笆在1906年旧金山地震之后发生了3-4m的错动
（G.K.Gilbert，USGS）
断层突然错动使地面变形
1999年9月21日凌晨1时47分，台湾南投县集集地区发生7.6级 大地震，震源深度10公里左右，重灾区在日月潭。
（1）断层的地面错动及其附近伴生的地面变形，往往会 直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。
1976年唐山地震使铁 路扭曲
唐山地震：长达8km的、呈N30°E方向 通过市区地表错断。最大水平错距3m， 垂直断距0.7一l m，错开了道路、围墙、
房屋等建筑物。
靠近旧金山第六街的布鲁克桑姆街路面出现了深深 的地裂缝并有明显的垂直位错
中国地质科学院地质力学研究所秦向辉等人指出，通 过对比分析2003年、2008年和2010年在宝兴、康定地区4 个钻孔的水压致裂应力测量资料，结果表明：龙门山断裂 西南段，尤其是断裂西南端部的康定地区，地震后仍然积 累有较高的地应力。龙门山断裂西南端的最大水平主应力 已经达到断层活动应力临界下限值，断裂活动进入临界状 态，未来具有发生逆断层活动的可能性。结合地应力测量 结果、地震地质等资料认为，龙门山断裂西南端具有潜在 大震危险性，值得重点关注和研究。
一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历 史时期或近期地质时期活动过、极可能在不久的 将来重新活动的断层。后一种情况也可称为潜在 活断层(potentially active fault)。
断层在目前持续活动，是判定活断层的无可争议 的证据。人类历史时期有过活动记录的是潜在活 断层。
对“近期地质时期”却有不同的理解与限定。
第七章 活断层和地震工程地质研究
第四章活断层的工程地质研究(教案).docx
第二篇与区域稳定性有关的工程地质问题第四章活断层的工程地质研究地壳岩体具冇复杂的“块断结构”，这些断块结构及其最新活动性就是控制区域稳定性的最基本因素，而深入研究其边界构造深大活动性断裂的活动特征，则是区域地壳构造稳定性评价的基础。
1.基本概念与研究意义(1)新断裂及新断裂网络：所谓新断裂，是指在最新构造应力场下形成与发展的断裂。
在i个特定的区域内不同性质的新断裂往往构成一定的网络，并能客观地反映出最新构造应力场的特点。
(2)活断层：活断层是新断裂网络中口前正在活动或有可能活动的特定成分。
活断层一般理解为目前正在活动的断层，或在近期地质时期曾经活动过、极有可能在不远的将来重新活动的断层。
后一种情况称为“潜在活断层”。
①近期地质历史时期？②不远的将来？ --一般理解为重要建筑物的使用年限，约100〜200a。
(3)研究意义①地面错动、地形变形；②地震一较人范围内的建筑物受损;2 •活断层的基本类型及特征(1 )按活动形式及力学性质分类①逆断层：出于位移是水平挤压形成的: 比断层带较宽，波状延伸；b.断层面两侧间的距离总是因位移而缩短；c ・断层上盘产生上升隆起变形，常发育多条分支或次级断层错动（逆断）； d.上盘抬升岩体易产生滑坡；地球上多数山系以逆断层为其边界，如喜马拉雅山、安第斯山等。
世界上许多强震都是伴随板块俯冲带或大陆碰撞带的逆断层活动而发生的。
I ---------------------- + ------------- IB I ' ----------- +- U T图1-14龙门山推覆体汶川（上八 小坝（下）构造地质剖面图（据林茂炳等,1989）1.莲花口组2.遂宁组3.沙溪庙组4.白田坝组5.须家河组6.雷口坡组7.天井山组8.嘉陵江飞仙关组&嘉陵江飞仙关组9.茂汶群10.前震旦花岗岩11.断层12.韧性剪切13.褶皱及置换界面②正断层：活动性止断层下降盘地衣变形特征J 屛 1 J" 2 J»s 3 Jib 4 T>x 5T 21 6 T x t 7 8 r^~i9NJll 口12地壳岩体承受水平张应力，或5垂直作用（图示）：乩断面倾角较陡，一般为60°〜80° （图示）； b.垂直断层面走向的水平距离随断层错动而增大。
活断层和地震工程地质研究
❖ （一）、地质、地貌和水文地质特征
编辑课件
4
❖ 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 地说，只要见到第四纪中、晚期的沉积物被错断，无论是老 断层的复活或新断层的出现，均可鉴别为活断层。
❖ 2.地貌特征
❖ (1).断崖(2).溪流错开(3).封闭洼陷或下陷池塘 (4).冲积层中的 活断层带经常构成地下水的障壁，这是活断层的特有现象 (5).滑坡分布线，由于活断层错动形成的陡崖常发育一系列 滑坡。(6).错开的阶地或错开的冲积扇。(7).活断层经常造成 同一地貌单位或地貌系统的分解和异常。(8).在活断裂带上 滑坡、崩塌和泥石流等动力地质现象常呈线性密集分布。
编辑课件
1
第二节 活 断 层
❖ 活断层：指现今正在活动的断层，或近期曾经活动过、不 久的将来可能会重新活动的断层。
❖ 美国原子能委员会从历史性和现实性观点出发，将活断层 分为：
❖ 1. 狭义的，称为“活动断层”，其概念是，全新世 (1X104a)以来活动的断层，并且未来仍有可能活动，其活 动可以找到地质的、历史考古的、地震活动的、地球物理 的以及大地测量的诸种证据，它对现代工程实践和地震预 报等有着最直接和密切的关系。
❖ 3.强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段 上。
编辑课件
12
❖ 4.绝大多数强震发生在一些稳定断块边缘的深大断裂带上。
❖ 5.裂谷型断陷盆地控制强震的发生。
❖ 四、地震ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应
❖ 在地震影响所及的范围内，于地面出现的各种震害或破坏， 称之为地震效应。
❖ 地震效应主要有： ❖ (一)、震动的破坏效应 ❖ 地震时地震波在岩土中传播，引起地面运动，使建筑的地
工程地质学基础第一章活断层工程地质研究
活断层活动可能引发地面塌陷，造成 道路损坏和交通中断。
对隧道的影响
隧道结构破坏
活断层活动可能导致隧道结构出 现裂缝、变形甚至坍塌，影响隧
道的安全性和稳定性。
洞顶塌陷
活断层活动可能引发隧道洞顶塌陷， 造成隧道损坏和交通中断。
地震危险性
活断层是地震的主要发源地，活断 层活动可能增加隧道的震害风险。
活断层的工程地质研
活断层活动可能引起地基 沉降、滑移等现象，影响 建筑物的稳定性和安全性。
地震危险性
活断层是地震的主要发源 地，活断层活动可能增加 建筑物的地震危险性。
对道路的影响
路面裂缝
活断层活动可能导致路面出现横向或 纵向裂缝，影响道路的正常使用和安 全性。
地面塌陷
地震破坏
地震发生时，活断层附近的道路可能 遭受严重的损坏和变形。
背景
随着城市化进程的加速，越来越多的工程设施在活断层附近建设。然而，活断层的活动规律和工程地质特性尚不 完全清楚，这给工程设计和施工带来了很大的不确定性。因此，开展活断层的工程地质研究具有重要的现实意义 和紧迫性。
活断层的定义和特征
定义
活动性
活断层是指现代或近代仍在活动的断裂构 造，它们可能或者曾经是地震活动的发源 地。
通过地球物理勘探，可以获取断层的 深度、宽度、走向和活动状态等信息 ，为工程设计和施工提供依据。
长期观测与监测
长期观测与监测是活断层工程地质研究的重要手段，通过对断层进行长期观测和 监测，了解断层的活动规律和变形特征。
长期观测与监测还可以及时发现断层活动异常，为预防和减轻地震灾害提供科学 依据。
05
活断层是活动的断裂，具有明显的活动证 据，如地震、地裂缝、滑坡等。
工程地质教学教案(地质2012级)-刘岁海
《工程地质学》教案地质工程等专业适用（48学时）刘岁海西南科技大学环资学院地质工程系二O一二年八月《工程地质学》教案一、课程的性质和任务本课程是地质工程专业本科开设的一门专业基础课，系统讲授岩土工程地质性质研究，工程动力地质作用研究及工程地质勘察。
系统概括工程地质学最基本的原理和方法。
在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。
本课程总学时数为48学时。
二、学时安排三、教学基本内容及教学基本方法和手段第一讲：绪论(2小时)1．教学目的：重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容，分科及其与其它学科的关系；工程地质学的发展历史。
2．重点与难点：工程地质条件与工程地质问题。
3．教学基本方法和手段：课堂教学。
4．思考题：1)、工程地质学的概念；2)、工程地质问题；3)、工程地质条件。
第一篇岩土工程地质性质研究第二讲：土的物质组成与结构、构造(2小时)1．目的本讲要求掌握有关土的基本概念，并了解有关土的粒度成分；土的矿物成分；土中的水和气体；及土的结构、构造。
2．重点与难点：有关的基本概念，土的粒度，成分、结构构造及其对工程性质的影响。
3．教学方案设计：1) 概念；2) 土的粒度，成分、结构构造及其对工程性质的影响(例举新区土的实例)。
4．教学基本方法和手段：课堂教学，实例等。
5．思考题：土的粒度组成及其工程意义。
第三讲：土的物理性质 (2小时)1．目的：要求掌握有关土的物理性质的基本概念；重点了解土的基本物理性质；细粒土的稠度和可塑性、胀缩性和崩解性及土的透水性和毛细性以及这些性质对土工程地质性质的影响。
2．重点与难点：有关的基本概念、水、孔隙、土的粒度对土工程性质的影响；细粒土的稠度和可塑性、胀缩性和崩解性及土的透水性和毛细性以及这些性质对土工程地质性质的影响。
3．教学方案设计：1) 概念；2) 密度、孔隙、含水性等(例举新区土的实例)；3) 细粒土的稠度和可塑性、胀缩性和崩解性及土的透水性和毛细性以及这些性质对土工程地质性质的影响(例举新区土的实例)。
活断层和地震工程地质研究
பைடு நூலகம்
（一）调查研究的内容 （二）调查研究的方法
1. 区域地质构造的分析、研究
区域地质资料分析 航卫片分析 深部地球物理勘探资料 断裂带的地质勘察 断裂带的活动性研究 活动年龄的测定 跨断层埋伸长计 短水准、短基线测量 卫星遥感测量
2. 断裂带的勘察研究
3.活动速率研究
第一节 活断层
一、含义
活断层：目前还在持续活动的断层，或在历史时期或 近期地质时期活动过，极可能在不远的将来重新活动 的断层。后一种情况也可称为潜在活断层。 A. 全新世以来（1.1万年） B. 3.5万年以来（C14测试） C. 晚更新世之后（10万年） D. 中更新世中期以来（50万年） E. 第四纪以来（250万年）
1. 按成因分类
按其成因可分为构造地震、火山地震和陷落地震。人类工程活 动如采矿、水库蓄水、深井注水、地下核爆炸也可诱发地震。 2. 按震源深度：弹性波的地下发源地为震源，震源在地面上的 垂直投影为震中，震中到震源的距离为震源深度。 >300m 深源地震；300－70m 中源地震；<70m 浅源地震 3. 强度（震级）(M) <2M 微震；2-4M 有感地震；>5M 破坏性地震；>7M 强烈地震
4.微震监测 5.地应力测量 6.物理模拟、数值模拟
四、活断层区工程选址、设计
（一）选址
1. 尽可能避开活断层 2. 尽可能避开主断层带、断层主动盘
（二）设计
1. 选型 2. 建筑物结构设计
第二节 地震的工程地质研究
第二章活断层工程地质研究v2
八、断层的工程地质评价
（1） 大多数情况下，断层面两侧一定宽度范围内的岩石破 碎，对场地的稳定性影响极大； （2） 在新构造运动强烈的地区，有的断层可能有活动性，甚 至有产生地震的可能性，这将对其附近的工程带来极大的事故 隐患； （3） 断层与地下水常紧密相连，给地下工程造成事故隐患 （河南平顶山二矿某井下巷道施工中遭遇的断层透水事故）； （4） 断层是软弱结构面； （5）断层上、下盘岩石的性质一般不同，跨越其间的建筑物 可能因不均匀沉降而产生破坏； （6）断层的存在对采矿工程会往往会造成极大困难，尤其是 机械化程度较高的矿山，因地质构造的存在造成的工作面搬迁 既浪费时间、影响正常生产，又造成许多安全隐患。 因此，在选择建筑物场地时，最好避开断层地带。采矿生产也 应加强对断层影响的考虑。
（三）按定义分类
•《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定：抗震设 防烈度大于或等于7度的重大工程应进行活动断裂勘 察。这里所指的重大工程场地包括大型工业建设场地或 者《建筑设计规范》(GB50011-2001)规定的甲类、乙类 及部分重要的丙类建筑。并规定： •全新活动断裂为在全新地质时期(一万年)内有过地震 活动或近期正在活动，在今后可能继续活动的断裂；
（四）活断层的年龄判据
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。 （1）错断地层年龄法：适用于错断断层带及其所在地质 体上覆盖第四纪沉积物的条件下。 （2）断层物质绝对年龄测定法：是从断层带内采取样 品，并用专门仪器测定样品中某些矿物、岩石、化石的 物理、化学和显微结构的变化等，用以确定绝对年龄。 目前，有效的方法有：14C法、热发光法、铀系法、电子 自旋共振法和石英表面显微结构法等。这些方法精度 高，结果可靠，但取样有特殊要求。 若将上述两种方法结合起来使用，活断层年龄判据的可 信度是很高的。
CH7活断层和地震工程地质研究-2-PPT文档资料
1900－20起大坝破坏(台中石岗)
地震引起大坝破坏(台中石岗)
地震引起埠 丰桥断裂， 河床抬高8m, 形成叠水 (石岗)
青海玉树Ms7.1级地震
2019年4月14日7时49分，青海省玉树藏族自治州玉树县发生 7.1级地震(北纬33.1°，东经96.7°)，震源深度33km，9时25分又
工程地质学
ENGINEERING GEOLOGY
主讲人：刘岁海
lecturer：Liu Suihai
地震工程地质研究
主要内容
概述 地震基础知识 地震效应 场地工程地质条件对震害的影响 震区抗震原则及措施
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。
分类
按成因分类
构造地震
火山地震 陷落地震 诱发地震 浅源地震：0<70 km 大陆地震多属此类，占73%， 30km以内更多 中源地震：70~300 km 深源地震：>300 km 占23%
我国位于环太平洋和地中海-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，记录地震近万次，其中上世纪
以来破坏性地震达6000 多次；据1200～1989年资料统计，7级地震 147次， 8级及其以上巨大地震共 19 次。建国以来发生 >=7级的地震 12次。 我国地震分布以西南、西北、华北、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。 若以地震烈度6度为轻微以上破坏性标准，我国约575万平方公
集中，在超过岩块强度极限的时候，产生突然破裂，引起
大地剧烈振动，地震波向四周发射。产生地面变形、开裂
和建筑物的严重破坏。
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。
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。
第七章 活断层和地震工程地质研究2
思考题
1、根据活断层的活动方式，活断层分为哪几种？ 按断层面位移的矢量方向与水平面的关系活断层分 为哪几种？ 2、活断层的基本特征的基本特征有哪些？ 3、活动断层的年龄判据方法主要有哪种？ 4、对震害有重大影响的工程地质条件有哪些？ 5、按防震抗震标准，地震烈度分为哪几种？
二、地震的震级和烈度
一次地震只有一个震级，不同地点烈度不同 1、烈度与震源深度及震中距离有关。 2、坚硬基岩场地较松软土场烈度要小。 按防震抗震标准，地震烈度分为 基本烈度和设防烈度两种 我国基本烈度Ⅵ度（包括Ⅵ度）以下地区， 建筑物可以不设防。
三、我国地震带的分布及地震地质的基本特征
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、错动周期和活动年龄等, 这些参数反映活断层的活动强度。是研究地震预 报和设防的资料，区域地壳稳定性的重要依据。 1、产状、长度、断距：遥感技术、宏观地质调查、 等震线等分析判断。 2、错动速率以一定时间段内的平均错动速率表示。 平均错动速率：最新沉积物的错动位移与沉积年 代之比.
第三节 地震
工程地质对地震的研究，着重地震波对建 筑物的破坏作用，即地震效应、地震小区 划分、地震区建筑物选址及抗震措施的论 证
一、地震地质及地震波基础 1、地震发生的地质条件 介质条件（坚硬脆性岩石）、构造（深大断裂带） 2、地震波： 体波（纵波P、横波S）、面波。 横波、面波振幅大，对建筑物造成破坏。 3震源机制和震源参数 （1）震源机制（发生地震的物理过程） 可以确定地震断层的类型、产状、应力状态等研 究区域地壳稳定分析需要的资料。 （2）震源参数（发生地震的物理过程的物理量） 包括震源断层的走向、倾向、倾角，断层两盘 的错动方位及幅度、断层长度、应力状态等 确定震源参数的方法：地震波研究、地质调查 （等震线特征）、大地测量等
工程地质学--第七章活断层和地震工程地质研究
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工程地质学概论:第七章 活断层与地震工程地质研究
二、活断层的危害
（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 河北蓟县
长城错断
西安地裂缝：临潼－长安活动断裂带
（2）伴有地震发生的活断层，强烈的地面振动对较大范 围内的建筑物损害
例：美国1906年旧金山地震中，圣·安德烈斯断裂的错动
2019/9/19
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工程地质学概论:第七章 活断层与地震工程地质研究
最新沉积物的错断
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工程地质学概论:第七章 活断层与地震工程地质研究
地貌方面
断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元 直接相接的部位
常表现为：一侧隆起区，一侧凹陷区
R＝d s
R＝ d sc
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5、年龄判据
工程地质学概论:第七章 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
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Q 32－Q 4
Q13－Q 4
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工程地质学概论:第七章 活断层与地震工程地质研究
工程地质学概论:第七章 活断层与地震工程地质研究
σ1
σ3 σ2 σ1
σ2 σ3
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工程地质学概论:第七章 活断层与地震工程地质研究
4、活断层的活动方式
（1）地震断层（粘滑型活断层） 以地震方式产生间歇性突然滑动 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大 （2）蠕变断层（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
西南科技大学工程地质学复习.docx
说明：本资料由西南科技大学环境与资源学院地质1102班岳长成依据西南科技大学《工程地质学》课程独自整理而成，敬请使用!工程地质学概论绪论1、工程地质学:是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质学科，它是地质学的分支学科，属于应用地质学的范畴。
2、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：岩土类型及其工程性质、地质构造地形地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料。
3、工程地质问题：已有的工程地质条件在工程建设和运行期间会产生一些新的变化和发展, 构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。
包括：地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围岩稳定性问题、区域稳定性问题。
4、地基：在土和岩层中修建建筑物，承受建筑物全部重量的那部分土和岩层，地基分持力层与下卧层两部分。
5、基础：建筑物最下面一个组成部分，承受建筑物全部荷载，并传给地基。
6、地基承载力：指地基所能承受由建筑物基础传递来的荷载的能力。
地基与基础设计必须满足两个基本条件：①要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力；②控制基础沉降使之不超过地基的变形容许值。
第一篇岩土工程地质性质研究第一章土的物质组成与结构、构造1、土：是由固体颗粒以及颗粒间孔隙中的水和气体组成的一多相、分散多孔的系统。
2、土的三相组成：指土由固体颗粒、液体水和气体三部分组成。
3、粒径：指土颗粒的大小,以其直径表示。
4、粒组（粒级）：指粒径在一定区段内其成分及性质相似的土粒组别。
5、土的粒度成分：指土中各个粒组的相对百分含量，常用各粒组占土粒总质量的百分数表示，它是通过土的颗粒分析试验测定的。
6、累积曲线分析与应用：曲线陡，粒度变化范围窄，颗粒均匀，级配不好；曲线缓，粒度变化范围宽，颗粒不均匀，级配良好。
7、土按粒度成分分类：巨粒土及含巨粒土：巨粒（60-200mm）组质量＞15%；粗粒土：粗粒（0.075-60mm）组质量＞50%；细粒土：细粒（0.005-0.075mm）组质量＞50%。
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
二、活断层的危害
（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
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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
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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
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R＝ d s
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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
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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
3、错动速率
（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
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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
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R＝ d s
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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.
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唐山大地震地表断层错动
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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
3、错动速率
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1923.9.1 1935.5.30
1970.5.31 1976.7.28 1990.6.20 2004.12.26 2005.10.08
日本关东 巴基斯坦基达
秘鲁安卡休州 中国河北唐山 伊朗鲁德巴尔 苏门答腊岛西印度洋 巴基斯坦客什米尔
8.3 7.5
7.8 7.8 7.3 8.7 7.8
12.3万 5万
，沿活动断裂滑移，在特定构造部位造成应力集中、能量积累，最 终突然释放而发生地震。
四川芦山 7.0 级强震
2013 年4 月20 日芦山7.0 级地震, 简称芦山地震, 是继 2008 年汶川8.0 级特大地震近5年后又一次破坏性地震, 震中位于 青藏高原中东部巴颜喀拉块体与华南块体相互碰撞、挤压的边界
在我国三千多年的历史资料中，记录地震近万次，其中上世纪
以来破坏性地震达6000 多次；据1200～1989年资料统计，7级地震
147次， 8级及其以上巨大地震共 19 次。建国以来发生 >=7级的地震 12次。 我国地震分布以西南、西北、华北、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。
地震7.9级，死亡 24.2万多人，工业城市毁于一旦，直接经济损失 100亿元，为世界地震史所罕见。还有 66年的邢台地震， 70年通海 地震，75年海城地震。（我国这些地震震源深都在13km左右）。
据统计，1900年以来，全球造成1万人死亡的地震共33次，其 中死亡5万人以上的9次，10万人以上的5次，20万人以上的3次。 时间 1906.4.18 1908.12.28 1920.12.16 地点 美国旧金山 意大利西西里岛 中国宁夏海原 震级 8.3 7.5 8.5 死亡人数 6 万 10万 23.4万
发震断裂为乌兰乌拉湖－玉树第四纪活动断裂，具反扭压性活
动特征，以反扭走滑为主、挤压为辅。断裂带走向310°~325°， 呈左旋逆冲特征，可见最大垂向位移57厘米，水平位移30厘米。在 主破裂旁侧发育斜交的分支张裂缝，在地表断裂附近的禅古村房屋 全部成为废墟。
发震背景为印度板块向亚洲板块俯冲，导致地壳物质东向挤出
若以地震烈度6度为轻微以上破坏性标准，我国约575万平方公
里属于轻微以上破坏区，其中，宁夏、兰州、海口、北京、太原、 大同、西安、昆明、天津、呼市、汕头位于8度区。
一次6级地震可释放6×1020尔格的能量，大致相当于 30～40万吨TNT炸药的巨大爆炸，7级地震可释放2×1022尔 格的能量，8级地震可释放6×1026尔格的能量。可见地震 释放能量之大。而且绝大部分能量为集中释放，于数秒种 内完成 。 因此，地震灾害的猝发性和惨重性往往给人类生命以 极大威胁，造成经济财产巨大损失。
6.68万 24.2万 5万以上 近30万 7.3万
1900－2008年世界各国地震死亡人数直方图
(南投集集镇)
地震引起大坝破坏(台中石岗)
地震引起大坝破坏(台中石岗)
地震引起埠 丰桥断裂， 河床抬高8m, 形成叠水 (石岗)
青海玉树Ms7.1级地震
2010年4月14日7时49分，青海省玉树藏族自治州玉树县发生 7.1级地震(北纬33.1°，东经96.7°)，震源深度33km，9时25分又 发生6.3级余震(北纬33.2°，东经96.6°)，震源深度30km。
据美国联邦政府统计，仅二十世纪以来，全世界就有 12O 余万
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 2000亿美元。 地震灾害是最重要的自然灾害之一。中国的地震灾害又居世界 之首。
在我国历史记载中，1556年陕西华县地震8级死亡人口达 83万；
1920年宁夏海原地震死亡人数也超过20万。令人痛心的1976年唐山
工程地质学
ENGINEERING GEOLOGY
主讲人：刘岁海
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地震工程地质研究
主要内容
概述 地震基础知识 地震效应 场地工程地质条件对震害的影响 震区抗震原则及措施
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。
分类
按成因分类
构造地震
火山地震 陷落地震 诱发地震 浅源地震：0<70 km 大陆地震多属此类，占73%， 30km以内更多 中源地震：70~300 km 深源地震：>300 km 占23%
筑物的严重破坏。
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。
据统计，全世界每年大约发生几百万次地震，
人们能感觉到的仅占1％左右，7级以上强烈破坏性
的灾害性地震每年多则二十几次，少则三、五次。
我国位于环太平洋和地中海-南亚两个地震带
之间，是一个多地震活动的国家。
发生地震的根本原因：地球内部物质处在不断运动中，一般把
地球分为地壳、地幔和地核等部分。其中地幔又分为岩石圈、软流 圈以及下地幔部分。由于温度的差异，地幔发生大规模的对流，带 动了上覆的岩石圈运动，板块产生大规模的漂移运动。在各板块的 接缝部位或张裂部位，产生岩块的碰撞、挤压和强烈变形，应力在 某些部位高度集中，在超过岩块强度极限的时候，产生突然破裂， 引起大地剧烈振动，地震波向四周发射。产生地面变形、开裂和建
震源深度
占4%，最深达720km
大地震 ：
中地震： 按震级M大小 小地震：
M >=7级 强烈破坏地震
7>M>=5 破坏性地震
5>M>=3, 2-4级有感地震
微地震：
超地震：
3>M>=1
M<=1
▲ 地震序列：在一定时间内（一般是几十天至数月）相 继发生在同一地区一系列大小地震称为地震序列。 ▲ 主震：在某一地震序列中，其中最大的一次地震叫主 震。 ▲ 前震：在主震之前发生的地震。 ▲ 余震：在主震之后发生的地震。
余震时间序列图(5级以上)
5.12 汶川特大地震主震余震分布图
▲ 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。是一种破坏性地震
类型。
▲ 震群型或多发型地震：在一个地震序列中，若主震震级不突出， 主要地震能量是由多个震级相近地震释放出来的。 ▲ 孤立型或单发型地震：在一个地震序列中，若前震和余震都很 少，甚至没有，绝大部分地震能量都是通过主震一次释放出来的。