工程地质学--第七章活断层和地震工程地质研究

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1、工程地质学概论第七章活断层与地震工程地质研究贾洪彪中国地质大学工程学院10/3/20211中国地质大学工程学院贾洪彪第七章活断层与地震工程地质研究第一节活断层第二节地震第三节诱发地震10/3/20212中国地质大学工程学院贾洪彪第一节活断层一、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。★建筑物的重要性★运营期★活动历史第七章活断层与地震工程地质研究10/3/20213中国地质大学工程学院贾洪彪美国原子能委员会（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

2、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）10/3/20214中国地质大学工程学院贾洪彪黄河小浪底工程坝址区半径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期间断层泥热释光法测年龄：15.4-18.3万年，37.4-53.2万年Q2的中后期，Q3以来再未活动过抗震设计：8级→9级水平加速度：0.3伽→0.215伽，节约至少2亿元TQ1Q210/3/20215中国地质大学工程学院贾洪彪二、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

3、子沟河北蓟县长城错断西安地裂缝：临潼－长安活动断裂带（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·安德烈斯溃坝（坝高27米）10/3/20216中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/20217中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/20218中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/20219中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/202110中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/202111中国地质大学工程学院贾洪彪三、活断层的基本特征1、活断层是深大断裂复活的产物深度地震活动盖层断裂切穿沉积盖层，达到基底顶面

4、地震M﹤3基底断裂切穿岩浆岩层，达到玄武岩顶面M﹤6，不形成地震带地壳断裂切穿地壳，达到地幔顶面M﹥6，形成地震带岩石圈断裂切穿岩石圈，达到软流圈M﹥6，形成控制性地震带2、活断层的继承性和反复性10/3/202112中国地质大学工程学院贾洪彪3、活断层的类型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（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（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10/3/202113中国地质大学工程学院贾洪彪σ1σ2σ2σ3σ110/3/202114中国地质大学工程学院贾

5、洪彪σ1σ1σ3σ3σ2σ210/3/202115中国地质大学工程学院贾洪彪σ1σ1σ3σ3σ2σ210/3/202116中国地质大学工程学院贾洪彪（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4、活断层的活动方式10/3/202117中国地质大学工程学院贾洪彪四、活断层的参数1、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1970年通海地震的等震线

6、图10/3/202118中国地质大学工程学院贾洪彪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、长度和断距唐山大地震地表断层错动10/3/202119中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/202120中国地质大学工程学院贾洪彪10/3/202121中国地质大学工程学院贾洪彪地震震级与地表错断长度的关系地震震级与地表最大位移的关系10/3/202122中国地质大学工程学院贾洪彪3、错动速率现今错动速率：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A

7、AABCD错动速率(㎜/a)>101－100.1－10.01－0.1<0.01活动性很高高中等低非活动性10/3/202123中国地质大学工程学院贾洪彪Q3Q1D1D3Q1以来的平均错动速率：D1/Q1Q3以来的平均错动速率：D3/Q3Q1－Q3期间的平均错动速率：10/3/202124中国地质大学工程学院贾洪彪4、错动周期应变能积累的速度：地壳应变速率S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10/3/202125中国地质大学工程学院贾洪彪5、年龄判据直接法：断层物质