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第三章.活断层工程地质研究概况
②该断裂有地面破裂的证据。
黄河小浪底工程
• • • • • • • 黄河小浪底工程(中美联合设计,世界银行贷款) 坝址区半径30公里内有8条大断裂 其中王良断裂在坝下游6.5公里 断层发生在Q1-Q2期间 Q 断层泥的热释光法测年龄: 15.4-18.3万年,37.4-53.2万年 Q2的中后期,Q3以来再未活动过
D3
Q3
D1-D3 Q1-Q3
D1
Q1
错动周期 (R) 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锁固段断层 面的强度。 ( 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
年龄判据 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
活断层的继承性和反复性
1、断层分类:按照位移方向与水平面的关系: ①走滑型活断层
常分布于大陆内部的地块之间的接触部位, 近于水平,
②逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带 ; 上盘分支断层、次级断层较多 构造应力状态: ③正断型活断层 下降盘分支断层多见,形成地堑式的正断层组合 构造应力状态: 近于水平, 近于竖直。 近于水平, 近于竖直。
• 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 • 1994年《岩土工程勘察规范》全新地质时期(1~1.1万年) • 1989年《中国水利水电工程地质勘察规范》晚更新世(10万年) • 国际原子能机构(IAEA)在上述规定的基础上,又增加了两条规定: ①在晚第四纪它们有过活动;
近于竖直。
2、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
四、活断层的参数
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 。 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。
本节主要内容
介绍活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方 法、活断层区建筑原则。
一、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(即潜在活断层)。 ★建筑物的重要性 ★活动历史
概念模糊 ?
• 关于“近期”的理解
即对活断层活动时间的上限有不同的标准。时间差距 竟达近200倍。
1、建筑物场址一般应避开活动断裂带 2、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
3、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。
大亚湾核电站:选在一完整的燕山期花岗岩岩体中,位于南岭纬 向构造带与新华夏构造体系第二隆起代的交汇部位。
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
地貌方面
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
四川鲜水河断裂带
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地貌方面
• 山脊、山谷、阶地和洪积扇错开:走滑型活断层
• 近期断块的差异升降运动,可使同一级平面分离解体,高
程相差较大
– 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
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
例:宝鸡-潼关有近30处温泉
历史资料方面
– 古建筑的错断、地面变形 – 考古 – 地震记载 地形变监测方面 水准测量、三角测量
六、活断层区的建筑原则
五、活断层的识别
• • • • • 地质方面 地貌方面 水文地质方面 历史资料方面 地形变监测资料
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
贺兰山东麓活断层剖面图 1-三叠纪页岩:2-第四纪沉积物:3-活断层(据疗玉华等,1980)
平遥活断层剖面图
错动速率 现今错动速率:重复精密地形测量确定 平均错动速率:最新沉积物的错动位移与沉积年代之比
等级 错动速率 (㎜/a) 活动性
AA
>10
A
1-10
B
0.1-1
C
0.01-0.1
D
<0.01
很高
高
中等
低
非活动性
• Q1以来的平均错动速率:D1/Q1 • Q3以来的平均错动速率:D3/Q3 • Q1-Q3期间的平均错动速率:
正好由市区通过,最大水平错
距3m,垂直断距0.7-1m。该 断层穿过的道路、房屋、围墙 等一切建筑物全被错开
唐山大地震地表断层错动
• 摩洛哥艾加迪尔建在活断层上的 旅馆,在5.8级地震的袭击下成
为一堆瓦砾。
三、活断层的基本特征
• 1、特征
活断层是深大断裂复活的产物
按照断层的切割深度可以分为:盖层断裂、基底断裂、地壳断裂、岩石圈断裂
大鹏半岛上有三条不到10公里的断层
这三条断层均未切割第四系沉积物 该区无切穿地壳的深大断裂,而且场区内从未有过地震记载
4、在活断层区兴建工程,应采用适当的抗震结构和建筑型
式 如:活断层区修水坝,不宜采用混凝土重力坝和拱坝, 宜采用土石坝
近期我国活断层的动态
1、雅安 2、新疆 3、张掖
补充知识
郯庐断裂带: 北起黑龙江,南止长江边, NEE走向,240ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ多公里,切 穿中国东部不同构造单元, 地壳差异运动的结合带,形 成于中元古代,岩石圈断裂。 1668年郯城8.5级地震,破 坏40余县,1991年9约20日 山东仓山5.2级地震。 国家地震局重点监测,大 量研究成果。
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Q1 T
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
(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→圣· 安德烈斯坝 (27米)
(3)唐山地震地裂缝
我国唐山大地震时有一条长 8km,走向N30°E的地表断层,