第七章-活断层的工程地质研究.ppt

第七章 活断层的工程地质研究 §1 概述 活断层：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、极有可能在不远的将来重新活动的断层。（潜在活断层） 地质时期的判法 近代地质时期的说法很多，美国原子能委员会对能动断层作出了三条规定： （广义）： ① 在35000年内有过一次或多次活动的断层 ② 与能动断层有联系的断层 ③ 沿该断层带仪器记录到小震活动和多次的历史地震 （狭义） ① 在晚第四纪有过活动；② 该断裂有地面破裂的证据从工程来说以工程建筑的使用年限来判别。 活断层的研究意义 活断层的地面错动或其附近的地表变形，直接损害跨断层或邻近修建的建筑物。 引发地震，使建筑物受损。 活断层错动直接损坏建筑物 我国1976年唐山地震时引发的地表错断，长达8km，呈北30°东方向由市区通过，最大水平错距3m，垂直断距0.7-1m，错开了道路、围墙、房屋、水泥地面等的一切建筑物。 1963年，洛杉机附近的鲍尔德温山水库溃决。库址离一大断层仅300m，另外还有几条小断层从库下穿过 断层的最大错距达150mm。 活断层引发的地震损坏建筑物 活断层产生粘滑或其锁固点、端点破裂发生错动，其内部积蓄的弹性应变能释放就会造成地震。 对地震进行评价时首先要研究活断层的活动时代、错动速率、重复活动的证据以及其重现周期。 台湾集集地震引起的破坏 土耳其地震引起的破坏 §2 活断层的基本特征 活断层是深大断裂复活运动的产物 活断层具有继承性和反复性 活断层的类型和活动方式 活断层的类型 走向滑动或平移断层 最大最小主应力近于水平，最大剪应力面就是断层面，常表现为极窄的直线形断崖。 最大主应力近于水平，最小主应力近于垂直； 特征： 断层地层倾角较小； 上盘上升引起上盘一侧地面隆升，下盘一般无地表变形； 分支断层发育，主要产生在上盘； 断层面的地面出露线不平直，呈波状弯曲； 强震断层 正断层 最大主应力近于垂直，最小主应力近于水平；走向垂直于最小主应力与最大主应力 特征： 断层面倾角介于逆断层和走滑断层之间，60°— 80 °。 上盘下降并发育分支断层； 中强震断层。 活断层的活动方式 粘滑 蠕滑 粘滑+蠕滑 活断层的长度和断距 长度：地面破裂长度（断层全长1/2—1/5） 断距：一次突然错断的最大位移值。 震级越大，震源深度愈浅，地表错断就愈大 错动周期：两次突然错断之间的时间间隔。 断层的错动速率越大，其重复错动周期越短。 错动周期取决于断层周围地壳应变速率和锁骨段断层面的强度。有两种途径用于确定突发性错断事件的重复周期： 确定活断层详细研究范围的图解 3----5 鄂尔多斯周围 6----12 台湾 0.4--2.3 华南 1.8 汾渭地堑 2.3 银川地堑 0.5---2.3 0.2 华北高原 东部 3.5---10 青藏高原内部 2---9 青藏高原周围 8.0---18 新疆 0.5--1.6 西部 水平错动率mm/a 垂直错动率mm/a 我国对活断层活动强度的划分： ＞10 1-10 0.1-1 0.01-0.1 ＜0.01 AA A B C D 错动速率（mm/a） 级别 日本对活断层活动强度的划分： R＜0.1 弱 ＜6.0 1＞R＞0.1 中等 6.0-6.9 10＞R＞1 强烈 7.0-7.9 100＞R＞10 特别强烈 ＞8.0 速率R(mm/a) 强烈程度 Mmax D C B A 级别 取得某一断层多次古地震位错事件及其年代数据； 确定一条断裂的平均地震位错速率，由这一速率及一定震级的位错量，推算未来大地震事件的重复周期 活断层的年龄判据 以第四纪地质学和地层学为基础， 判定活断层的地质年代，再取样，测定绝 对年龄。 年龄判据方法有： 错断地层年龄法（间接法）： 错断断层带及其地 质体上覆盖第四纪沉积物。 断层物质绝对年龄法（直接法）：从断层带中采取样品，用专门仪器测定绝对年龄。（14C、热发光法、铀系法、电子自旋共振法等） §4 活断层的鉴别标志 1. 保留在必威体育精装版沉积物中的地层错开，是鉴别活断层的最可靠依据。 2. 活断层的断层带一般由松散的破碎物质组成，非复活的老断层的破碎带有不同程度的胶结，可由松散、未胶结的断层破碎带鉴别活断层。 3. 伴有地震发生的活断层，在强震过程中沿断裂带常出现地震断层陡坎和地裂缝。 4. 地震过程中常伴随砂土液化和崩积契。 活断层的地质 地貌 水文地质鉴别 地质特征 根据14C测年： 距今约30