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第一章 活断层工程地质研究 §1.1 概述 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（即潜在活断层）。 三、活断层的基本特征 活断层的继承性和反复性 活断层的活动方式(continue) 四、活断层的参数 产状 错动速率 错动周期 年龄判据 五、活断层的识别 地质方面 地貌方面 水文地质方面 历史资料方面 地形变监测资料 必威体育精装版沉积物的错断 断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位 常表现为：一侧隆起区，一侧凹陷区 导水性和透水性较强 泉水常沿断裂带呈线状分布，植被发育 例：宝鸡－潼关有近30处温泉 古建筑的错断、地面变形 考古 地震记载 水准测量、三角测量 六、活断层区的建筑原则 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层 * * ★建筑物的重要性 ★运营期 ★活动历史 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） 黄河小浪底工程（中美联合设计，世界银行贷款） 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 T Q1 Q2 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 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·安德烈斯坝（27米） 活断层是深大断裂复活的产物 M﹥6，形成控制性地震带 切穿岩石圈，达到软流圈 岩石圈断裂 M﹥6，形成地震带 切穿地壳，达到地幔顶面 地壳断裂 M﹤6，不形成地震带 切穿岩浆岩层，达到玄武岩顶面 基底断裂 地震M﹤3 切穿沉积盖层，达到基底顶面 盖层断裂 地震活动 深度 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 σ1 σ2 σ2 σ3 σ1 σ1 σ3 σ3 σ2 σ2 σ1 σ1 σ3 σ3 σ2 σ2 （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 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 一般：震级越大，震源深度越浅，地表断裂越长，断距越大。 地震时地表断裂带长度和断层最大位移量 长度和断距 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 现今错动速率：精密地形测量确定 平均错动速率：必威体育精装版沉积物的错动位移与沉积年代之比 非活动性 低 中等 高 很高 活动性 0.01 0.01－0.1 0.1－1 1－10 10 错动速率 (㎜/a) D C B A AA 等级 Q3 Q1 D1 D3 Q1以来的平均错动速率：D1/Q1 Q3以来的平均错动速率：D3/Q3 Q1－Q3期间的平均错动速率： 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 日本统计资料： 对于S＝1～10mm/a的A级活断层，当发生M＝7～8的地震时，R≈1000年。 若S↓，则R ↑。 若M ↑ ，则R ↑。 说明：大震之后很少在当地短期内发生大震，但如有几个锁固段，则可能其他地方出现大震。 如果地震断层的一个断层面每次都以明显不同的震级和时间间隔发生位移，则根本不可能求出地震周期。 直接法：断层物质绝对年龄法 C14、热发光法等 间接法：错动地层年龄法 地质方面 活断层带物质结构松散 伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝 必威体育精装版沉积物的错断 （1）一系列的水系河谷向同一方向同步移错 （2）主干断裂控制主干河道的走向 宝成铁路：长609公里，灾害112处 水系：对于走滑型断层 不良地质现象呈线形密集分布 地貌方面 N 水文地质方面 历史资料