1、工程地质学区域稳定性问题区域稳定性问题.区域稳定性的定义 指工程建设地区，在内、外动力（以内动力为主）的综合作用下，现今地壳及其表层的相对稳定程度。.2001年11月14日，在新疆、青海交界处的昆仑山发生8.1级地震，震中位于新疆若羌县境内，距离若羌县城400公里，距离格尔木市350公里。青海主要震区部分房屋倒塌，青藏公路(国道109线)多处断裂，昆仑山出现一条大裂缝带，正在施工中的青藏铁路格拉段受到破坏。.地震可以使断层重新活动或产生新活动断层。破坏性地震所产生的地表新断层往往与原来存在的断层走向一致或完全重合。如1906年美国旧金山发生的8.3级地震沿圣安德列斯断层产生了450公里的地表破
2、裂；我国1920年的宁夏海原地震、1970年的云南通海地震、1973年的四川炉霍地震、1988年的云南澜沧耿马地震等，都产生了与原断层大体重合的新断层。在许多活动断层上都发现了古地震以及地震重复出现现象，地震间隔时间从几百年至上万年不等。在地震形成机制上，震源错动面的产状和地表断层往往一致。.通过地震及地震分布的研究来认识活动断层，反过来，又可利用活动断层来预测地震和抗震设防。.研究区域稳定性的目的 探讨现今地壳、大地构造的活动性及其对工程建筑、地质环境的作用和影响，从而使工程地基、场址或线路选在相对稳定的地区，避开活动构造带；在活动构造地区（非稳定地区）选择相对稳定的地块或地带，为保护和合理
3、利用地质环境、防止地质灾害提供科学依据。.区域构造分析的重点研究区域大地构造特征，划分大地构造基本单元或构造体系；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；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；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；.研究表征地壳活动程度的地震指标，划分地震危险区和相对稳定区；探讨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依据。.常见心律失常心电图诊断的误区诺如病毒感染的防控知识介绍责任那些事浅谈用人
4、单位承担的社会保险法律责任和案例分析现代农业示范工程设施红地球葡萄栽培培训材料区域稳定性研究的主要内容是地震活动和活断层的断裂活动.活断层的工程地质研究活断层的工程地质研究.活断层的定义 指在人类历史记载时期或近代地质时期曾经活动过，现今和将来还有可能重新活动的断层。“曾经活动”的时限有不同的观点 10万或1万年C.R.艾伦 1万年或晚第四纪以来R.E.华莱士 第四纪或晚第四纪以来松田时彦 晚第三纪以来邓起东 3.5万年以来美国核管理委员会.国际地质年代表的变更.14晚近活断层现代活断层新近纪曾活动过的断层晚更新世以来曾活动过的断层研究活断层常采用的测年方法：射线法、热释光法（TL法）、14C
5、测定法等。全新活动断层在近代地质时期（1万年）内有过较强烈地震活动或近期正在活动、在将来（今后100年）可能继续活动的断裂研究重点.15.活断层的鉴定标志 活断层可依据地质、地貌、水文地质、地球物理、地变形测量等方面的标志判别。1、地质标志 第四纪地层，特别是晚更新世以来地层产生断裂活动；断层破碎带松散未胶结，破碎带中构造岩、压碎岩、断层泥等成分新鲜；沿断裂带第四纪火山锥或熔岩作线状排列。.2、地貌标志 两种地貌单元长距离直线相接，沿分界线常有湖泊、沼泽、洼地、洪积扇、冰丘、冷泉和承压泉等串珠状分布；深切的直线型河谷或沉陷谷地；沿断层有断层陡坎，断层三角面平直新鲜，并呈线状分布；夷平面解体；同
6、级阶地高程突然变化；.美国圣德烈斯断层错断河流美国圣德烈斯断层错断河流.陡坎山山前经常分布有大规模的崩塌或滑坡，第四纪堆积物特点厚或洪积锥特别高或特别低；山脊、山谷被错开是平移断层的标志；水系作规律性变迁。.水文地质标志 地下水位在断层两侧有明显变化，由此亦可能反映在地面的色调和植被的变化上；沿断层带温泉、地热异常带呈带状分布；水化学成分异常等。.历史地震标志 沿断层带历史上有发生地震的记录，震中并呈有规律的带状分布；沿断层带有地震断层的历史记录，或记录有地面高程发生变化、开口裂缝、新泉形成等；其它地震遗迹等。.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。
7、.常见心律失常心电图诊断的误区诺如病毒感染的防控知识介绍责任那些事浅谈用人单位承担的社会保险法律责任和案例分析现代农业示范工程设施红地球葡萄栽培培训材料 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.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。.逆断
8、层 上盘往往伴以多个分支或次级断层的错动，断层线常为波状起伏弯曲，断层带较平移断层宽得多。若重新活动，确切的错动部位难以确定。.张性断层 变形与分支断层错动主要集中于下降盘。以垂直的正断层运动为主，又常有很大的水平错动。.上述三种活断层的位移矢量都分别是单纯走滑或倾滑，由三个主应力产生应力场，其中两个是水平的而另一个是垂直的。实际应力场往往是复杂的，三个主应力方向既不完全水平也不完全垂直，而是由不同的水平和垂直分量所合成。因之，断层的位移矢量也多由不同的倾滑、走滑分量所合成。而活断层的类型也就可以是左(或右)旋走滑逆冲断层或左(或右)旋走滑正断层等多种形式。断层活动受区域构造应力场所支配。内陆
9、活断层是地块间相互运动调整的枢纽。.活动断层参数的定量研究 活断层的产状 活断层的长度和断距 活断层的错动速率和周期 活断层的年龄.活断层区的工程原则活断层区的工程原则 1、规划选址原则 要对几个相互比较的场址进行断层相对活动性评价。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地等；尽可能避开主断层带；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；逆断层的上升盘、正断层下降盘打如有较大的正、逆断层，场地往往需要选在距主断面数公里之外。.2、工程类型选择与结构设
10、计 若证实场地中有活断层穿过，或场地位于活动的逆、正断层上盘有可能产生分支及次级错断，则应选择在错动下不致破坏的建筑物型式。对于坝来说，在上述情况下均不宜建筑混凝土坝，而只能建散体堆填坝。所有混凝土坝都是坚硬脆性的，除少数例外均建于基岩上，靠坝与基岩接触面上的联系来保证建筑物的安全可靠。任何有垂向分量的断层错动，即使是错动为l0一20mm的次级断层错动，必然或者是使坝离开地基破坏它与地基的联系，或是坝体中产生破裂.36 近200年的活动断层最大位移一般小于5-7m平均小于lm，所以设计的土坝应能保证在产生5-7m的错动时不致出现大的开裂，不致由于沿错动带的强烈渗流引起管涌而溃决。所以一般设计为
11、有相当厚的无粘性土过渡带的多种土质坝。实际上一般设计的心墙两侧对称，心墙上、下游都有一个无粘性土过渡带，如心墙错开，上游砂必然进入裂缝并将之充塞，下游过渡带砂也会以裂缝壁的坍塌而使本带内的裂缝闭合，从而使渗流量减小，且两侧对称也可以使被错断的心墙易于用灌浆法修复。.地震的工程地质研究地震的工程地质研究.地震相关概念地震相关概念.1、构造地震：、构造地震：由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震。这类地震发生的次数最多，破坏力也最大，约占全世界地震的90%以上。.2、火山地震、火山地震：由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震，这类地震只占全世界地震的7%
12、左右。.3、塌陷地震：、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：、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。.5、人工地震：、人工地震：地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面振动称为人工地震。.震源：震源：岩石释放应力产生弹性波的波源区或岩体开岩石释放应力产生弹性波的波源区或岩体开始破裂的地方。始破裂的地方。震中：震中：震源正上方的地面震源正上方的地面位置。位置。震源深度：震源深度：震源到震中
13、的距离。震源到震中的距离。.地球上75%以上的地震是浅源地震。其中震源深度多为520公里。地震的不同分类地震的不同分类.区别地震震级地震震级与地震烈度地震烈度.AMlg 离震中100km处，标准地震仪记录到的最大水平地动位移(最大振幅)，单位为m（1m=10-6m）。标准地震仪是指WoodAnderson地震仪，周期0.8s，阻尼系数0.8，放大2800倍震级：震级：是用来衡量地震释放能量大小的定量指标，释放出来的能量越大，震级越高。1935年里克特(Richter.C.F)定义的浅源地震震级为.地震烈度：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
14、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。.不同类型的地震波不同类型的地震波.传播速度：纵波横波面波破坏能力：横波与面波纵波.57地震分布特征地震分布特征.58.59.60地震效应（地震效应（earthquake effect）是指地震产生的影响。包括地震动本身的影响和由于不同岩土地基类型、地质构造和地形地貌有关的次生地震破坏作用，如共振作用造成建筑物破坏，砂土地基液化、软土地基震陷导致地基破坏等等。地基的地震效应
15、地基的地震效应.61地基的岩土类型、地层埋藏条件对地震效应有重要影响，其次是地质构造和地形地貌条件。地基地震效应的影响因素地基地震效应的影响因素.从大地构造特征分析：从大地构造特征分析：断块单元区稳定性最好，断褶带、断裂带次之，新生代断裂谷最差；盖层断裂优于基底断裂、地壳断裂和岩石圈断裂等深大断裂。.地形地貌影响：地形地貌影响：在同类地质条件下，突出孤立地形的地震动加速度高于低洼沟谷。.液化：液化：指饱和砂土在振动荷载或地震作用下，土颗粒间因孔隙水压力的增加和有效压力的减小，导致其抗剪丧失，由固态而变为接近流体状态。地震液化地震液化.喷水冒砂：喷水冒砂：管涌所导致的水和砂的喷出。没有喷水冒砂现
16、象的液化为微观液化，有喷水冒砂现象的液化为宏观液化。地震液化地震液化.软土震陷：软土震陷：由地震引起软土地基附加下沉的现象。当软土符合液化条件，发生宏观液化导致地表或建筑物的附加下沉，常称为液化震陷液化震陷。.卓越周期：卓越周期：由工程上常将地震加速度时程曲线上最大脉冲的周期称为卓越周期。地基土的卓越周期是工程抗震计算和研究地震共振破坏作用的重要指标。.69计算经验公式:Tp 式中：hi第i层土的厚度(m)；Vsi第i层土的剪切波速(m/s)；n 土层数.计算经验公式对于多层土的卓越周期：Ts=32(hi（Hi-1+Hi）)/vsi 式中：Hi天然地面至第i层土地面的深度，计算地基卓越周期时，
17、从基础底面算起。vsi第i层实测剪切波速 Hi-1建筑物基地至i-1层底面的距离 hi第i层的厚度 显然，表土层愈厚，其剪切波速度愈低(即土层愈松软)，则卓越周期愈长。.地震危险性的确定性分析地震危险性的确定性分析地震构造法 1、应依据地震活动性和地质构造划分地震构造区。2、应依据下列因素，对地震活动断层进行分段：几何形态和结构的差别；力学性质（正断层、逆断层、走滑断层及组合断层）的差别；地震活动性的差别；发育历史的差别；运动特性（蠕滑或粘滑）的差别；地球物理场和地壳结构的差异。3、应根据断层活动段的尺度、活动特点、活动规模，以及断层活动段上最大历史地震，判定各断层活动段的最大潜在地震。4、应
18、确定地震构造区内与已确认的地震活动断层无关的最大潜在地震。5、确定场地地震动参数，应遵照下列规定：将各最大潜在地震置于其可能发生范围内距场地最近处，计算场地的地震动参数值，并考虑衰减关系的不确定性；考虑衰减关系的近场适用性；取计算结果的最大值，作为地震构造法所确定的地震动参数。工程场地的地震危险性评价工程场地的地震危险性评价.72地震危险性的确定性分析地震危险性的确定性分析历史地震法 1、应按适合本地区的衰减关系，对各次历史地震计算场地的地震动参数值。2、应根据历史地震的记载与调查资料，确定工程场地的烈度值，转换得到地震动参数。3、应取1和2两条中计算结果的最大值，作为历史地震法所确定的地震动参数。地震危险性的确定性分析地震危险性的确定性分析结果的确定 应取地震构造法和历史地震法结果中之大者作为地震危险性确定性分析的结果。.地震危险性的概率性分析地震危险性的概率性分析 1、根据地震带的基础资料，划分潜在震源区；2、确定地震动衰减规律；3、确定地震危险性计算模型，计算超越概率。.
