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不良地质条件下的工程地质问题

• 7)活断层有时错断古建筑物,如万里长城、古城堡和古 墓等。
• 8)活断层附近常常伴有较频繁的地震活动,有时也会有 火山活动。
活断层的工程地质评价
建筑场地选择一般应避开活动断裂带,特别是重要的 建筑物更不能跨越在活断层上。
铁路、输水线路等线性工程必须跨越活断层时也应尽 量避开主断层。若工程必须在活断层附近布置,比较重大 的建筑物放在断层的下盘较为妥善。此外,可选择合适的 建筑物结构形式和尺寸。
第六章 不良地质条件下的 工程地质问题
活断层、地震、斜坡、岩溶、土洞、采空区等
6.1 活断层简介
活断层是目前正在活动着的断层,或者近期(全新世, 10000年)曾有过活动而不久的将来可能会重新活动的断 层,后一种情况也可称为潜在活断层。 活断层一般是沿已有断层产生错动,它常常发生在现代 地应力场活跃的地方,可以直接涉及第四纪疏松土层。
活断层对工程建筑物的影响有以下两个方面: • 其一是活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; • 其二是活断层诱发地震使附近建筑物受到损害。
6.1.1 活断层的特性
活断层的特性包括活断层的类型和活动方式,活断层 的规模,活断层的错动速率,活断层的重复活动周期,以 及作为活断层活动记录的古地震事件等。
• 5)活断层穿切现代地表,往往造成地形突变。水 系上可使溪流同步转折;山嘴处可能形成三角断 崖;河床纵剖面上可能形成瀑布(除岩性差别的影 响)、急滩,以及漫滩阶地高程或类型的不连续; 山口处可错断冲、洪积扇。
• 6)河谷常与断层一致,断层往往被河床冲积层所覆盖。 如果断层在全新世活动,就会使河谷一岸阶地缺失或两岸 阶地不对称,同一级阶地在一岸低而另一岸高见图6-5; 两侧地貌特征也会很不协调,一侧上升为高山陡崖,另一 侧下降为平缓丘陵。
三、活断层的错动速率和重复错动周期
错动速率即断距除以时间。 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。 断层的错动速率愈大,两次突然错断之间的时间间隔,亦即其重复错 动周期,也就愈短。 世界范围的活断层研究表明,活断层的错动速率很小,一般为每年不 足1毫米到几毫米,最强的也仅有每年几十毫米。
一、活断层的类型和活动方式 按构造应力状态及两盘相对位移,可将活断层划分为地质
上熟悉的两种类型,即:走向滑动型断层(或称平移断), 倾向滑动型断层(包括逆断层和正断层)。其中以走向滑 动型最为常见。 我国东部以正断层和走滑断层为主;西部以逆断层和走滑 断层为主。
活断层活动的两种基本方式是粘滑与蠕滑。
破坏了相对稳定的状态,发生构造运动并引起的地震称为激发地震。 如水库诱发地震。
2、震源与震中
震源:在地壳内部振动的发源地。
震中:震源在地面上的垂直投影。 震源深度:震中到震源的距离。 按震源深度,可将深度分为浅源地震(0-70km)、中源地震(70-300km)和深源地 震(>300km)。破坏性地震一般均为浅源地震。 震中距:地面上某一点到震中的直线距离。 震中距在1000km以内的地震,通常称为近震,>1000km的称为远震。引起灾害的一 般都是近震。 震中区:围绕震中一定面积的地区。它表示一次地震时震害最严重的地区。 极震区:强烈地震的震中区。 等震线:同次地震影响下,地南上破坏程度相同各点的连线。
6.1.2活断层的判别标志
活动断层会破坏建筑场地的稳定,诱发地震,要将它与一般断层 区分开来。
根据以下几方面的证据判断活断层: 1)活断层往往错断、拉裂或扭动全新世以来的最新地层。特别自人类
历史以来所形成的岩层,如黄土层、残积层、坡积层、河床砂砾石层、 河漫滩沉积层等被错断、拉裂或扭动见图6-2,更是活断层的确凿证 据。
• 2)地表疏松土层出现大面积有 规律分布的地裂缝。见图6-3 , 其总体延展方向与基底断层方向 大体一致,这是基底活断层在地 表的响应。
• 3)古老岩层与全新世以后最新岩层成断层接触,
或者其断层上覆全新世以来最新岩层又沿该断层
线发生变形见图6-4,该断层就是活断层。
• 4)活断层破碎带中物质,一般疏松未胶结;最新 充填的物质,发生牵引变形或擦痕。
存在活断层的建筑场地需进行危险性分区评价,以便 根据各区危险性大小和建筑物的重要程度合理配置建筑物。
6.2 地震
6.2.1地震基本知识
地震是在地壳表层,由于自然原因或人类工程活动,使岩层忽然破裂,产 生的弹性波传播所引起的振动作用或现象。
1、地震的成因类型 地震按其成因,可分为天然地震与人为地震两大类。天然地震按
其成因可划分为构造地震,火山地震、陷落地震和激发地震。 构造地震: 由于地质构造作用所,约占地震总数的90%。 火山地震: 由于火山喷发和火山下面岩浆活动而产生的地面振动
称为火山地震。 陷落地震: 由于洞穴崩塌,地层陷落等原因发生的地震,称为陷
落地震。 激发地震: 构造应力处于相对平衡的地区,由于外界力量的作用,
粘滑错动是间断性突然性发生的。在一定时间段内断层的两 盘就如同粘在一起(锁固起来),不产生或仅有极其微弱的相互 错动,一旦应力达到锁固段的强度极限,较大幅度的相互错 动就在瞬时之内突然发生,锁固期间积蓄起来的弹性应变能 也就突然释放出来而发生较强地震。这种瞬间发生的强烈错 动间断的,周期性的发生,沿这种断层就有周期性的地震活 动。
蠕(稳)滑的错动是持续地平稳地发生的。由于断层两盘岩体 强度低,或由于断层带内有软弱充填物或有高孔隙水压力, 在受力过程中就会持续不断的相互错动而不能锁固以积蓄应 变能,这种方式活动的断层仅伴有小震或无地震活动。有些 断层则兼有粘滑与蠕滑。
二、活断层的长度和断距
活断层的长度和断距是表征活断层规模的重要数据,通常用强震导致 的地面破裂的长度(L)和伴随地震产生的一次突然错断的最大位移值(D) 表示。
3、地震波
地震破坏力来于自震源所发出的地震波。 地震波是一种弹性波,它包括体波和面波两种。
体波:通过地球本体传播的波
面波:体波经过反射、折射后,在介质的表面(如地面)传播。是体波
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