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第七章活断层与地震工程地质研究

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第七章 活断层和地震工程地质研究地形变化监测结果汶川地震烈度分布简易烈度表 烈度 破坏性 主 要 判 据 震级 I 微震 只有仪器记录 3. 5 轻震 极少人数敏感之人有感 3. 5 小震 少数休息之人有感,震动如大车使过 4 弱震 行动中人亦有感,吊物摇动 4. 5 V 强震 人人有感,睡者震醒 5 损坏 树木摇动,架上东西掉落,老朽的劣质房屋损坏 5. 5 V I I 轻破坏 人惊逃,房屋普遍掉土,壁面裂,不好的房屋有倾倒 6 V I I I 破坏 砖砌房屋裂缝,烟囱倒;一般建筑物严重破坏 6. 5 重破坏 地裂,喷水带泥沙;水管折裂,建筑物多倒塌 7 X 毁坏 地裂成渠,山崩滑坡,桥梁水坝损坏,铁轨轻弯 7. 5 毁灭 很少建筑物能保存,铁轨扭曲,地下管道破坏,水泛滥 8 X I I 大灾难 全面破坏,地面起伏如波浪 8. 5 (据《中国地震》,李善邦, 1981 ) 中国地震 台网自动测定 :2013年 4月 20日 8时 2分在四川省雅安市 芦山县(北纬 经 震源 点在双石镇西川村发生 震源深度 13公里。“ 4·20” 芦山地震 断层 破裂长度约为 35余震主要延 北北东 向展布在 双石 ,震源破裂持续时间为 30秒左右, 断层 面上的最大滑动量达到 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。从秦向辉等人的研究结论来看,他们明确指出了龙门山断裂 西南段 特别是 西南端部 有大震风险。与此次雅安芦山地震的结果对比,他们只是更强调了同处西南端部的 康定地区 ,而没有重点强调相距不远的 宝兴、芦山地区。导致断层沿岸的丰原、大境、务峰、中兴新村、南投和名间、竹川等市县村镇地区的灾难性破坏,大部分地段已被夷为平地。整个灾区死亡 2329人,伤 8722人,失踪 39人,倒塌各种建筑9909栋,严重破坏7575栋,受灾人口250万,灾民 32万,财产损失 92亿美元。1999年 9月 21日凌晨 1时 47分,台湾省 南投县集集地区 发生 源深度 10灾区在日月潭地区。该区有许多活断层,开始是 “ 双冬断层 ” 发生活动,同时牵动相邻的 车笼埔 断层的 大规模滑动,石岗大坝全长 700m, 台湾 被断层切错,丧失蓄水功能。日本地震日本地震区域地壳稳定性问题 —— 由活断层和地震活动所产生的工程地质问题活断层 与 地震 有密切关系,世界上 90%以上的地震是由于 断层活动 引起的粘滑断层 与蠕滑(稳滑)断层第一节 概述1. 稳(蠕)滑 — 持续、平稳地错动。 仅伴有小震或无地震活动。2. 粘滑 — 间断性、突然性发生错动 。弹性应变能突然释放而发生 较强地震 。错动为间断地、周期性地发生。3. 有些断层则 兼有稳滑与粘滑的特点 。断层的活动方式第二节 活断层活断层 (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 (一、活断层的概念及研究意义断层在 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。 将之限于 全新世 即最近 ; 将之限于最近 以 14之内; 将之限于 晚更新世 近 10万年或 12万年 )之内; 第四纪以来( 200万年)有重复活动。不久的将来: 工程的使用年限内。行业规范 活断层定义岩土工程勘察规范在地质历史时期形成的断裂 ,在 全新世 来有过活动 ,在未来工程使用期间 (50可能再次活动的断裂 更新世 3以来活动断层作为能动断层 (活断层 )的重要的评定标准铁路勘察规范在地质历史时期形成的断裂 ,在 全新世 来有过活动 ,在未来工程使用期间 (50可能再次活动的断裂 在 全新世 来有过活动 ,在未来工程使用期间 (50可能再次活动的断裂 滑型)圣安德烈斯断裂的航空照片( 20米( 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。唐山地震:长达 8 大水平错距 3m,垂直断距 l m,错开了道路、围墙、房屋等建筑物。1976年唐山地震使铁路扭曲活断层研究意义(活断层的危害)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1906年 4月 18日凌晨 5时 12分,美国旧金山 发生 震 (后来修正为 圣安德烈斯断裂的篱笆在 1906年旧金山地震之后发生了 3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 源深度 10公里左右,重灾区在日月潭。鹿镇中学校园据闻学泽( 2)活断层多伴有地震,而强烈地震又会使建于活断层附近的 较大范围 内的建筑物受到损害。彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口,为16层钢筋混凝土住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈 1)活断层是深大断裂复活运动的产物( 2)活断层的继承性和反复性( 3)活断层的活动方式粘滑(突然性)和蠕滑(缓慢性)二、活断层的基本特征 闻学泽 (2000)鲜水河断裂带强震破裂时空分布易桂喜 ,闻学泽 (2000)分段复发行为相对简单道孚段:准周期复发。断裂带整体的复发行为较复杂鲜水河断裂带强震破裂时空分布( 1)活断层的产状( 2)活断层的长度与断距三、活断层参数的定量研究( 3)活断层的错动速率和错动周期( 4)活断层的年龄判据这些参数是在活断层区进行 地震预报 和 设防 的重要资料,有助于把握活动断裂的 活动规律性 ,也是评价建设场地 区域地壳稳定性 的重要依据。即断层面的走向、倾向和倾角( 1)活断层的产状研究方法:遥感影像判读宏观地质调查大地测量资料震源机制断层面解 度 和 断距 是表征活断层 规模 的重要数据。活断层的 长度: 通常用强震导致的地面破裂 (或地表错断 )的长度 (L);活断层的 断距: 地震时断层的最大位移值 (D)。( 2)活断层的长度与断距断层名称 地震名称 地震时间 震级 地表错断距离( 地表错断长度( 平 垂直蒙古 博格多断层 戈壁 85左旋( 1000垂直( 500*)断)180550(正断)震地表错断长度自 < 1最大位移自 几十厘米至十来米 。一般说来地震震级愈大,震源深度愈浅,则地表错断就愈长。大于 小于 震震源断层长度与震级大小是正相关的。 所以各国学者又开展了地震震级与地表破裂长度及地表断层位移的统计关系分析,力图建立它们之间的相关关系式,以便据已知断裂估计可能地震震级,或据已知震级估计工程场地可能出现的位错的大小。我国 地震学家据统计于 1965年提出:M﹦ 日本 松田时彦得出的关系式为:M=( 1/1 过统计、回归分析,获得如下关系式:)=动速率 是反映活断层活动强弱、断层所在地区应变速率大小的重要数据。活断层以 粘滑式 间断性地产生突然错断, 错动速率 以平均 错动速率表示。错动周期 (地震重现周期 (— 地震断层两次突然错动之间的时间间隔。( 3)活断层的错动速率和错动周期活断层发生大地震的重现周期往往长达数百年至数千年。错动速率 和 地震重现周期 是长期地震预报的重要数据。基于特征地震周期性复发模型,预计在 1987- 1993年发生的迟至 2004年才发生。2004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最强的也仅有每年几十毫米。板块边缘断层最强,一般为几 a,如美国加州圣安德烈斯断层带最大速率为 5cm/a。错动速率 一般通过重复、 精密 地形测量和研究第四纪沉积物年代及其错位量而获得。临震前往往加速,震后逐渐减缓。自上新世晚期以来,我国 活断层 的错动速率 华北为每年不足1尔多斯周边 ), 华南、东北则一般 每年 小于 西部则达每年数 具有明显的区域性。 教材 代构造运动和大型工程设施区域稳定性研究中,确定断层 最后一次活动时间至关重要。目前有两类确定方法:其一为确定断层活动时代区间,即活动年代的上限和下限,多以被断层错断或未错断的地质体(地层)或地貌的年代来表示;其二为直接测定断层活动过程中产生的物质的年代(相对年龄测定和绝对年龄测定),即提取断层活动生成的地质时期的计时信息。( 4)活断层的年龄判据包括汶川 8级地震在内,揭露了 3次地震事件:◇汶川地震◇ > P◇ 勇康, 2010)包括汶川 8级地震在内,揭露了 2次地震事件 :◇ 汶川地震◇ 4000a 发生于地层 鱼洞镇罗元村探槽(冉勇康, 2010)地貌标志地质标志水文地质标志历史地震和地表错断资料标志地形变、地震等监测资料四、活断层的鉴别标志• ( 1)地貌标志:两种截然不同的地貌单元的分界线;错断同一地貌单元, 如冲沟、溪流、阶地、冲积扇和山脊;沿陡峻断层陡崖往往形成 崩塌群、滑坡群、泥石流群 ;伴有地震现象的活断层,地表出现 断层陡坎 和 地裂缝龙日乡北东侧龙日坝断层断错地貌理塘断裂理塘盆地段的地震地表破裂带• ( 2)地质标志 最新沉积物的错断 :错断第四系地层特别是错断或扰动上更新统或全新统地层; 活断层带物质结构松散,未胶结;老断层的破碎带有不同程度的胶结 。•(3)水文地质标志导水性和透水性较强, 泉水 (尤其是温泉) , 常沿断裂带呈线状分布。如川西活动断裂带 —— 鲜水河断裂,沿断裂带发育了 30多个温泉。•(4) 历史地震和地表错断资料标志地震记载 : 各县志均对该县历史地震破坏情况有详细描述。古建筑的错断、地面变形 : 宁夏石咀山红果子沟一带的活断层,将明代长城边墙水平错开 旋 ),且西升东降,垂直断距约 (5)地形变、地震监测资料重复精密水准测量和三角测量密集的地震台网监测光雷达)即 大致分为机载和地面两大类。机载 传感器发射的激光脉冲能部分地穿透树林遮挡,直接获取高精度三维地表地形数据。生成高精度的数字地面模型 高线图,具有传统摄影测量和地面常规测量技术无法取代的优越性。利用层迹线原始数据剔除植被后的数据• 地球物理标志地热异常带;地球化学异常带;重力异常带;地磁异常带。• 遥感影像:具有明显的线性影像西大滩遥感影像图选址以 避让 为主,否则必须考虑建筑类型和防抗措施。( 1) 避开活动断裂带 ,特别是高坝、核电站等重要工程。( 2)铁路、公路、运河、桥梁等跨越活断层时,应尽量使其 与活断层大角度相交 ,并避开主断层。( 3)采取与之适宜的 建筑型式 和 结构措施 。如堆石坝、桥梁(结构措施)。五、活断层区规划设计建筑物的原则接近地球表面的岩层中 弹性波传播 所引起的 震动 称为 地震 。按其成因可分为 构造地震 、火山地震 和 陷落地震 。此外,还有由于水库蓄水、采矿、核爆、深井注水引起的 诱发地震 。其中, 构造地震 是现代地壳运动所产生的一种突发事件,是地球上分布最广、数量最多、危害最为严重的地震,世界上 80%以上 的地震和 所有的强烈地震 均属构造地震。第三节 地震① 硬脆性材料 ―― 介质条件② 活动断裂的锁固段 ( 端点 、 拐点 、 交汇点 、分枝点 、 错列点 ) ――― 结构条件③ 新构造活动强烈地段 ―― 构造应力场条件一、地震地质及地震波基础1. 强震发生的地质条件光测弹性力学模拟实验( by 简称光弹性实验、光弹性模拟实验,是采用具有特殊性质(暂时双折射现象)的透明材料制成研究对象的模型,用仪器测出模型在相似载荷作用下光学性质的变化,以达到分析模型中的应力分布之实验方法。其测量仪器简称 光弹仪 ,地质力学中常用光弹法模拟构造型式应力场和构造体系复合地区的现今构造应力场,为地震和其他地质环境灾害的预测预报提供依据。地震波包括两种,在介质内部传播的 体波 和限于界面附近传播的 面波 。2. 地震波纵波是由震源传出的 压缩波 , 质点振动与波的传播方向一致 , 一疏一密向前推进 , 周期短 , 振幅小 。横波是震源向外传播的 剪切波 , 质点振动方向与波的前进方向垂直 , 传播时介质的体积不变但形状改变 , 周期长 , 振幅大 。纵波比横波的速度快 ,一般近地表处岩石中 ~6km/s, ~ 4km/s。所以仪器记录的地震谱总是振幅小的纵波最先到达,故纵波也叫 波 横波其次到达,故也叫 波 体波 包括 纵波 和 横波纵波( 压缩波)注 : 剪切波)根据弹性理论, 面波 是 体波 到达地表后激发的 次生波 ,限于在地面运动,向地面以下迅速消失。面波 分为 瑞利波 和 勒夫波振幅最大,波长和周期最长,传播速度较体波慢建筑物破坏通常由横波和面波造成面波地震波记录图地震震级 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 来衡量 。 释放能量越大 , 则震级越大 。二、地震的震级和烈度基本定义: 距震中 100准地震仪 在地面所记录的以 微米 表示的最大振幅 M= 周期 尼比 大静力放大倍率 2800倍 ) 各级地震的能量(引自《地震问答》 1977 ) M E ( M E ( 1 1013 6 10202 10147 10223 10168 10234 10245 1025地震所释放的能量很大,一个 7级地震所释放的能量,约相当于 30个两万吨级原子弹的能量。震级和能量之间不是简单的比例关系,而是对数关系, 震级相差一级,能量约相差 33倍 。微震 2级以下有感地震 2级以上强烈地震 7级以上注: 1格) =10震烈度的大小与 震级 、 震源深度 、 震中距 及 地震传播介质的性质 等有关 。 一般震级越大 , 震源深度越小 , 距震中越近 , 地震烈度越大;反之则越小 。地震烈度: 是 衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度 。判断烈度大小是根据人的感觉 、 家具及物品的震动情况 、 建筑物的破坏情况以及地面破坏现象等因素综合考虑确定的 。 目前 , 世界各国编制的烈度表有数十种 。 我国使用的是 12度 ( Ⅰ ~ Ⅻ ) 烈度表 。一次地震只有一个 震级 , 但在不同地点 , 烈度大小可以不同 。烈度人的感觉 一般房屋 其他现象 参考物理指标大多数房屋震害程度平均震害指数加速度 (水平向 )cm/水平向 )cm/sⅠ 无感Ⅱ 室内个别静止中的人感觉Ⅲ 室内多数静止中的人感觉 门、窗轻微作响悬挂物微动Ⅳ 室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒。门、窗作响 悬挂物明显摆动,器皿作响Ⅴ 室内普遍感觉。室外数人感觉。多数人梦中惊醒。门窗、) 《 屋顶屋架颤动作响,灰土掉落,抹灰出现微细裂缝不稳定器物翻倒 31(22(2 惊慌失措,仓惶逃出 损坏 岸和松土上出现裂缝。。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头63(45(5 大多数人仓皇逃出 轻度破坏 — 局部破坏、开裂 ,岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土著人上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏125(903(10国地震烈度表 (1980)(据国家地震局工程力学研究所 )Ⅷ 摇晃颠簸 ,行走困难中等破坏 多数砖烟囱严重破坏250( 1785( 19 坐立不稳。行动的人可能摔跤严重破坏墙体龟裂,局部倒塌,基岩上可能出现裂缝。滑波、塌方常见。砖烟囱出现倒塌500( 3540( 36 骑自行车的人会摔倒。外不稳状态的人会摔出几尺远。有抛起感倒塌 岩上的拱桥破坏,大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁1000(70800(72 毁灭 崩常见。基岩上拱桥毁坏Ⅻ 地面剧烈变化,山河改观《 中国地震烈度表( 1980) 》 使用说用(1)烈度 >定地震烈度以房屋震害为主,人的感觉仅供参考; >根据地表现象来确定; 要专门研究。(2) “ 一般房屋 ” 在 《 中国地震烈度表( 1980) 》 中指土构架和土、石砖墙构造的旧式房屋和单层或多层未经抗震设计的新式砖房。由于我国城市目前一般都已设防,有的乡村也开始设防,烈度表中的 “ 一般房屋 ” 一般已不普遍,调查中应区别设防与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映,给出合理的烈度值。对于质量特别差或特别好的房屋,可根据具体情况,对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。(3) “ 人的感觉 ” 指平房内或楼房低层内人的感觉。(4)表中 震害指数 是对上述 “ 一般房屋 ” 而言。 “ 完好 ” 为0, “ 毁灭 ” 为1,中间按表列震害程度分级。 平均震害指数 是对所有房屋的震害指数的总平均值而言,可以用普查或抽查的方法确定之。(5)使用本表时可根据地区具体情况,作出临时的补充规定。(6)烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。(7)表中数量词的说明:个别:10%以下;少数:10%~50%;多数:50%~70%;大多数:70%~90%;普遍:90%以上。(8)对重要的工业设施,如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等,要进行专门的调查,在调查中应结合设防情况进行评估。简易烈度表 烈度 破坏性 主 要 判 据 震级 I 微震 只有仪器记录 3. 5 轻震 极少人数敏感之人有感 3. 5 小震 少数休息之人有感,震动如大车使过 4 弱震 行动中人亦有感,吊物摇动 4. 5 V 强震 人人有感,睡者震醒 5 损坏 树木摇动,架上东西掉落,老朽的劣质房屋损坏 5. 5 V I I 轻破坏 人惊逃,房屋普遍掉土,壁面裂,不好的房屋有倾倒 6 V I I I 破坏 砖砌房屋裂缝,烟囱倒;一般建筑物严重破坏 6. 5 重破坏 地裂,喷水带泥沙;水管折裂,建筑物多倒塌 7 X 毁坏 地裂成渠,山崩滑坡,桥梁水坝损坏,铁轨轻弯 7. 5 毁灭 很少建筑物能保存,铁轨扭曲,地下管道破坏,水泛滥 8 X I I 大灾难 全面破坏,地面起伏如波浪 8. 5 (据《中国地震》,李善邦, 1981 ) 汶川地震烈度分布基本烈度: 指在今后一定时间(一般按 100年考虑)和一定地区范围内,一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。 见 “中国地震动参数区划图”两种类型: 基本烈度、设防烈度 也叫 设计 烈度,是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 一般情况,取 50年内超越概率 10%的地震烈度。抗震设防烈度 为 Ⅵ 度及以上 地区的建筑,必须进行抗震设计。 (建筑抗震设计规范 、我国地震的分布及地震地质的基本特征我国处于 欧亚大陆板块 与 印度洋板块 、太平洋板块 交接部位附近,地震活动强烈 ,是世界上 最大 的一块 板内地震区 。我国地震构造环境中国大陆地处欧亚板块东南部,受印度板块和太平洋板块夹持我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇带 分布广 频度高 强度大 震源浅我国的地震活动特点( 1) 强震活动一般分布于区域性活动断裂带内例如: 红河断裂 、 小江断裂 、 鲜水河断裂 、 安宁河断裂 、 龙门山断裂等( 2) 西部地区地震活动的强度和频度明显大于东部( 3) 强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段( 4) 绝大多数强震发生在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例如: 银川地堑 、 汾渭地堑我国地震地质的基本特征 ( 23个地震带)我国 大于 6级的地震的空间分布极不均匀,大致以东经105° 为界。西部地震广泛分布,东部地震相对稀少,震级均未达到 8级。1900年以来我国 5级以上地震活动95级6级7级8级空间格局:西强东弱( 1)振动破坏效应( 2)地面破坏效应( 3)斜坡破坏效应四、地震效应在地震影响范围内,场地会出现各种破坏作用,通称为地震效应。( 1)振动破坏效应:由于地震力作用 直接 引起的建筑物破坏。 原因:承重结构的强度不够、结构刚度或整体性不足。特征周期(卓越周期) :地表岩土体对基岩传来的不同周期的地震波有 选择放大作用,某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明显和突出,这样就会使地震记录图上的这种波记录得多而好,这种周期就是该表层岩土体的特征周期 (卓越周期) 。特征周期的实质:是波的共振,即当地壳深部传来的 地震波周期 与 地表岩土体的自振周期 相同时,由于共振作用而使地表振动加强。表层岩土体的卓越周期 T=4H/显然层厚越大,剪切波速度越低(岩土越松软),卓越周期就越长。基岩的卓越周期约为 新统坚实土层为 新统较松散软土层为 厚松散软土层为 厚层松软土的 卓越周期 显著 偏长 ,可能引起木结构及高层建筑( 自振周期 较长 )共振而破坏。1923年,日本关东 积层越厚,木结构房屋的震害越严重;1967年,委内瑞拉加拉加斯 市东部记录到的最大水平加速度仅为 部为 东部高层建筑破坏率明显大于西部,主要原因:东部全新统冲积层厚 40部厚 45 2)地面破坏效应:( a) 破裂效应: 破坏性地震如果震源较浅 , 断层错动可以直达地表造成地表错断 , 对建于其上的房屋 、大坝 、 道路 、 管线等造成直接破坏 。( b) 地基效应: 如果建筑物地基强度很低或地震动加速度很大 , 就会导致地基承载力的下降 、 丧失 ,由此造成的建筑物破坏即属 地基失效 造成的破坏 。 例如软土震陷 、 砂土液化 、 淤泥塑流变形等 。饱水、疏松的砂土因地震而受到强烈振动,使砂粒处于悬浮状态,强度丧失,致使地基失效的现象。砂土液化机理 — 超孔隙水压力 ( △ u) 增大,抗剪强度降低 (公式 7:砂土液化     0砂土液化影响因素 — 土的类型和性质、饱水砂土的埋藏分布条件、地震动的强度和历时等。地震砂土液化979地震导致砂土液化( 3)斜坡破坏效应:斜坡破坏效应包括地震诱发的滑坡、崩塌和泥石流等。萨尔瓦多 地震引发泥石流, 1200多人遇难2001年 1月 13日 形陡峭,是频繁发生滑坡和泥石流的地区。汶川地震引起了严重的崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害。规模大,数量多,影响严重, 世界地震灾害史上少见纪念汶川大地震 5周年国际学术研讨会—— 强震区地质灾害与风险长期效应主 办:地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室国际工程地质与环境协会中国分会时 间: 2013年 5月 12日 — 18日背景介绍:国际工程地质与环境协会 (中国国家自然科学基金委 (球科学部的支持。讨论热点和难点问题: 1)地震与气候变化对地质灾害风险的长期影响; 2)地表过程与地质灾害演化机制; 3) 地质灾害与社会:过程与影响;4)地质灾害危险性评价、风险制图先进技术与方法; 5)地质灾害防控与监测预警。会议将全面展示汶川地震 5周年以来,世界各国科学家在这一领域及其他相关领域的研究成果,提供相互交流和分享各自研究成果的平台。塞湖 是 汶川大地震 后形成的最大堰塞湖,地震后山体滑坡,阻塞河道形成的唐家坝堰塞湖位于 涧河 上游距 北川县 城约 6公里处,是北川灾区面积最大、危险最大的一个堰塞湖。库容为 体顺河长约 803米,横河最大宽约 611米,顶部面积约 30万平方米,由石头和山坡风化土组成,湖上游集雨面积 3550平方公里。一条由 绵阳 南郊机场到 唐家山 的 “ 空中通道 ” ,用以运输重型器械和兵力。包括 35辆 推土机 、 15辆挖掘机在内 80余件重型机械因为道路被毁,只能紧急开辟一条 “ 空中通道 ” 运送机械和兵力。空投坝顶的武警水电部队开挖溢洪槽,破解悬于 北川 和 江油 之上的 堰塞湖 。 2008年 6月 7日 7时零 8分左右 唐家山 堰塞湖 湖区泄流槽过水。 6月 10日,唐家山 堰塞湖 抢险工作取得决定性胜利,下泄的洪峰顺利通过 绵阳 市区,没有造成人员伤亡。解决方案搭 “ 空中通道 ”开挖溢洪槽地震引发的海啸形成巨大漩涡地震引起的其它次生灾害海啸,火灾,毒气等有毒物质泄漏,瘟疫等。2011年 3月 11日日本 本州东海岸 M 地震,引发强烈海啸强烈海啸导致福岛核电站损毁岩土类型和性质:断裂:地形地貌:地下水:五、场地工程地质条件对震害的影响场地条件一般指局部地形、地质条件,如近地表几十米至几百米内的地基岩土类型及结构、有无断层破碎带、微地形、地下水水位等条件等。岩上地震动幅值小、持续短、震害轻震害: 基岩<硬土<软土地层结构 下硬上软 的结构震害 重 ,而 下软上硬 的结构震害可减 轻 。丽江红太阳广场上,有一座建于 1969年的毛泽东塑像1996年 2月 3日 19时 14分,丽江发生 广场四周建筑大量坍塌,唯独这座毛泽东塑像却丝毫无损、巍然不动深厚松软土地基卓越周期长,自振周期较长的高层建筑、烟囱和木结构房屋震害严重。引起破坏的主要原因是共振。1985年 9月 19日 清晨 7时 19分, 墨西哥 西南岸外 太平洋 波约 2分钟后到达 距震中 400西哥城 。墨西哥城出现了严重的震害,地面摇动强烈,部分地区烈度达到 9度,地震引起许多建筑物基础产生非常大的沉陷和倾斜,建筑物的上部结构亦遭到破坏 。 仅仅 90秒钟的时间,市中心 30%的建筑物便化为瓦砾。 7000多人死亡, 30多万人无家可归,经济损失达 11亿美元。墨西哥城的破坏程度大大超过该城市周围地区,比距震中较近的沿海四个州遭受的损失还要重。严重震害与 软土地基的放大作用 有关 。墨西哥城中心区建在 古湖床区 ,中高层建筑物遭到严重破坏。所有 9到严重损害。美国 著名地学专家斯纳教授形象地说:墨西哥城是在 “ 一个碗中装上果冻 ” 那样的地基上建造起来的大城市。盆地周围是硬介质,而盆地内是软介质, 地震 波在盆地内多次反射和折射,并与 盆地 内的超松软沉积层发生共振,使得地面震动的幅度增大。这就造成墨西哥 城市中心 地面建筑的严重破坏。墨西哥的 地震 专家利用此次 地震 的强地面运动记录和 脉动 记录,给出了墨西哥城湖积层地面运动放大作用的定量结果。湖积层和丘陵地区进行比较,地面运动放大 8至 50倍,而墨西哥城丘陵场地的地面运动比海岸 震中区 硬岩石场地的地面运动放大 非发震断层对震害无明显影响 ,场地选址时避开发震断裂局部地形对震害影响显著突出、孤立的地形使地震动加强,低洼平坦的地形震害相对减轻。其原因是突出孤立的地形使地震波被多次反射引起地面位移、速度、加速度的放大。 其中位移放大最明显,可达 7倍,速度放大 3速度放大一般不超过 2倍。1976年唐山 于凤山山顶的微波站机房严重破坏 ( Ⅺ 度),而位于山脚下的专家楼基本完好 ( Ⅶ 度)(二者结构和地基条件基本相同)1974年 5月 ⅨⅦ由我校 黄润秋教授、王运生教授 负责的中国地质调查局 《 川西深切河谷斜坡地震动评价技术研究 》 项目,从 2009年开始实施,主要在斜坡不同高程通过掘进平硐的方法布设监测点,观测强震条件下斜坡动力响应,该方法在国际上尚属首次,目前已在四川 青川县东山 泸定冷竹关沟 、泸定摩西、以及石棉县城南桠河两岸布设了监测点。该科研项目旨在通过对 “ Y”字型构造带典型峡谷岸坡的强震动观测,研究地震波的动力特性、传播方向,并结合各监测部位的地形地貌、地层岩性、地质构造及地下水等工程地质条件的综合研究,为强震条件下斜坡动力稳定性评价提供科学依据。青川县东山 下水条件的影响饱水的岩土体会影响地震波的传播速度,使场地地震烈度增高;地下水埋深愈小,烈度增加值愈大,特别是埋深 1地下水埋深大于 10米时,影响就不明显了。六、地震区抗震设计原则和建筑物防震、1)尽可能避开产生强烈地基失效及其它加重震害效应的场地或地基。如:活断层带、可能产生地震液化的砂层或强烈沉降的淤泥层,厚填土层,可能产生不均匀沉降的地基以及可能受地震引起的崩塌、滑坡、泥石流等斜坡破坏效应影响的地区。( 2)考虑到地基土石的卓越周期和建筑物的自振周期,尽可能避免结构与地基土石之间产生共振 。如:自振周期长的建筑物尽可能不
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本文标题:第七章活断层与地震工程地质研究
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