平原地区地震时隐伏断层对地面破坏之影响.pdfVIP

第26卷第6期 土 工 基 础 V_01．26 N0．6 20l2年 12月 SoilEng．andFoundation Dec．2Ol2 平原地 区地震时隐伏断层对地面破坏之影响 奄金 (上海现代建筑设计集团建设工程咨询有限公司 ，上海 200041) 摘 要 ：大多数平原城市地下存在 隐伏 断裂 ，表面覆盖不 同厚度 、不 同岩性土层 ，在地震 中对此如何评价 ，仍然是工 程建设 中急需解决的问题 。采用有限单元法对 隐伏发震断裂上覆土层的破坏性状分别进行 了静力、动力分析 ，对 不 同烈度 、不 同倾角的断裂层进行 了组合分析 ，共模拟分析 了6o种不 同工况在地震过程 中的变形破坏过程 ，研究 岩体 断裂对上覆土层在地震过程 中的破坏范 围及变化规律 。 关键词 ：断裂 ，地面沉 降，数值模拟 ，断裂倾角 中图分类号 ：TBI15 文献标识码 ：B 文章编号 ：1004-3152(2012)06—0049—03 不 同土质 、不 同厚度土层组合 、不 同断裂倾角 、不 1 前言 同地震烈度下对地 面位移 的影 响，从 而为场 地 断 裂工程评价 中的安全避让距离 的确定提供参考依 断裂是地质现象 ，也是一种 自然灾害 (地质 灾 据 。 害)，地壳应变能沿断裂瞬时释放会导致破坏性地震 发生。当断裂接近地表 时，在一定条件下会引起地 2 研究 内容 表形变和破裂 ，导致地质灾害出现 ，因其是地震 引 起 ，故属地震地质灾害范畴 。据不完全统计 ，中国自 覆土下的基岩在地震 中的可能存在的正断倾滑 有地震资料记载以来 ，共有 420次地震引起的地震 可简化为平面应变进行计算。首先进行一组静力计 地质灾害约近 1000条史料[1]，其 中，断裂震害 占有 算 ，研究断裂岩体错动对地面位移的影响，接着对一 很大 比重 。 组断裂倾角分别为 0。、30。、45。、60。、90。，上覆 40m 断裂形成的构造地震是 目前 国内外地震的主要 厚四种不同土层分别在 0．2g，0．3g，0．4g的地震 类型[2]，这类地震对建筑物 的影 响，主要表现在两 加速度下 6O种工况进 行 了数值模拟计算 。研究 个方面 ：一是震 中区形成较强 的地面震动 ，使地面 地震过程 中上覆 土层 的变形 规律 ，研究 断裂 的影 建筑物遭受破坏或地基边坡失稳 ；另一是地震强 响范围和潜在裂缝开展后对地面影 响范 围，以了 度较大时，岩石 中的错动直达地表 ，致使地面的建 解在地震 中隐伏断裂地下岩体错动对地面建筑物 筑物直接错断破坏。一般来说前者可 以通过抗震 的影响 ，为设计人 员提供设计 防范参考依据 。模 措施加 以预 防 ，但后者 目前通过抗震措施还难 以 拟的断裂面采用面面接触单元 ，并应用 N—R增 解决 ，规范 中提 到的应 避开 的主要 是指后 者 的影 量迭代技 术进行 求解 ，在 每一迭代 步 中要检 测接 响。 目前 国内外研究成果 中只是一般笼统地研究 触对的接触状态 (粘结、分离和滑动)，并将相应 的 断裂 的影 响，而对 隐伏 断裂特别是上覆土层情况 界面条件引入到系统方程 中面接触单元 。图 1为 的研究结果甚少 。现仅从地震宏观考察资料 中发 模拟计算 的断裂示意 图，图中 0表示 断裂 的倾角 ， 现有些定性提法 ，资料较少 ，尚不足 以作为场地断