区域性稳定与工程

7、活断层与工程安全性评估
• （1）通过野外地质地貌调查、探槽与实验室年代测定， 根据活动断层鉴定的标准，确定工程场区及区域范围内的 断层是否为活动断层，为工程选址避开活动断层提供科学 依据。 • （2）查明活动断层的长度、宽度、运动性质、错动方式、 滑动速率、一次错动的位移量与重复特征以及分段性等特 征，在此基础上要评价活动断层对工程场地的影响。 • （3）根据发震断层最大潜在地震及地震发生特征的分析， 划分潜在震源区和评价地震活动性参数。通过对工程场地 的地震危险性分析，给出场址不同风险概率水平的抗震设 防参数，据此进行工程抗震设计，从而保证工程设施在遭 遇未来地震时的安全性。 • （4）根据工程场地的地质条件，结合地震危险性分析结 果，进行地震地质灾害评价，评估工程场地遭受上述灾害 的可能性及程度，作为工程场地避让潜在地震地质灾害地 带或采取相应工程安全措施的依据。
•构造稳定性问题 工程区构造稳定性评价 （1）根据地壳的现在构造 活动稳定性确定地震危险区 （2）水库诱发地震 的可能性 （3）局部地震效应
•区域地应力场与洞室稳定性问题 •卸荷回弹引起的工程地质问题
工程区地应力场 与区域构造背 景和控制现代构造活动的板块 碰撞所形成的构造应 力场有密 切关系 工程实践表明 由于高 应力的作用引起地下洞室破坏 边坡失日益显得突出 并受 到人们的普遍关注
3.2汶川地震工程震害特征
3.3工程抗震设计
四 、构造应力场
1、中国大陆现代构造应力场特征
•地应力场的主应力迹线呈现出明显的规律性，大致以东径105度为界限 •主压应力迹线由北东东，逐逐转为北北东直到南北向展布 •东受太平洋板块向西运移，南有印度板块向北挤压
。 。
2、构造应力场与工程地质问题
8、活断层区的建筑原则
根据目前的认识水平及近20多年的最新研究结果,国家技术监督局和中华 人民共和国建设部联合发布的国家标准《岩土工程勘察规范》(GB500212001)中明确规定了重大工程与活断层的安全距离及处理措施见表
8、活断层区的建筑原则
建筑物场址一般应避开活动断裂带 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度 相交，并尽量避开主断层 若必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能 地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重 大建筑物布置在断层的下盘。 在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构 和建筑型式
《中国水利水电工程地质勘察规范》晚更新世（10万年）
2、活断层的危害
活断层的地面错断直接危害跨越该断层的建筑
• 西安地裂缝：临潼－长安活动断裂带
• 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
石岗大坝全长700m, 台湾1999.9.21地震中被断层切错
3、活断层的基本特征 • 活断层是深大断裂复活的产物
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。
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三、地震
1、基本概念
地震：又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的 振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块 之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂， 是引起地震的主要原因。 震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量 大小所决定。 烈度：地面震动强烈程度
二、活断层
1、概念 活断层:指目前正在活动着的断层或近期有过活 动且不久的将来可能会重新发生活动的断层。美
国原子能委员会（USNRC）： （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 （3）沿该断裂发生过蠕动或微震活动
《岩土工程勘察规范》全新地质时期（1～1.1万年）
A
教 室
垂直断距 0.50-0.80m
B
粘土 断层
唐山大地震地表断层错动
5、活断层的识别 （1）地质方面 •最新沉积物的错断 •活断层带物质结构松散
伴有地震现象的活断层， 地表出现断层陡坎和地裂缝
（2）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 •水系：对于走滑型断层
（1）一系列的水系河谷向同一方向同步移错 （2）主干断裂控制主干河道的走向 •不良地质现象呈线形密集分布 宝成铁路：长609公里，灾害112处
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。
（3）水文地质方面
• 导水性和透水性较强，泉 水常沿断裂带呈线状分布， 植被发育
（4）历史资料方面
•古建筑的错断、地面变形 •考古 •地震记载
（5）地形变监测方面 •水准测量、三角测量
6、活断层的研究方法 野外调查 活断层的位置、方向、长度 遥感解译 勘探 地形变测量、微震测震 安全评估
深度 盖层断裂 基底断裂 切穿沉积盖层，达到基底顶面 切穿岩浆岩层，达到玄武岩顶面 地震活动 地震M﹤3 M﹤6，不形成地震带
地壳断裂 岩石圈断裂
切穿地壳，达到地幔顶面 切穿岩石圈，达到软流圈
M﹥6，形成地震带 M﹥6，形成控制性地震 带
活断层的继承性和反复性
•活断层的活动方式
（1）地震断层（粘滑型活断层）
（2）蠕变断层（蠕滑型活断层）
4、活断层的参数
北
•产状
断层面的走向、倾向和倾角
遥感判读、宏观地质调查、震源机制 断层面解、裂缝、地震特征
缝 A 断
水平错动 0.70-1.00m
卫 生 池 水平错动 1。00－1。10m 层 裂 汽 水平错动 1.25m 车 路 B
•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
2、地震发生的主要条件
1、介质条件
坚硬岩石
2、结构条件 活断层的一些特定部位：端点、拐点、交汇点等。 3、构造应力条件 现代构造运动强烈的部位，应力集中 研究构造应力重要包括1、3的方向及其实测值，并研究构 造应力方向与断层的关系。
3、地震与工程---以汶川地震为例 3.1汶川地震特点
1.震级高，震源浅，破坏性强 2.地表裂缝大，地震造成损失大 3.地震的次生地质灾害问题突出
区域稳定性与工程建设
一 | 区域稳定性概念 二 | 活动断裂 三 | 地震
四 |构造应力场
五 |火山作用与地热 六 |区域稳定性评价
一、区域稳定性的概念
• 区域稳定性是指在内、外动力作用下，现 今一定区域地壳表层的相对稳定程度及其 对工程建筑安全的影响程度。 • 区域稳定性与区域地壳稳定性或区域构造 稳定性不同。区域稳定性包含后者，后者 通常不包括区域性外动力地质作用，而只 是现代地壳活动性及其对工程建设影响的 研究与评价。