第三章.活断层工程地质研究概况

活断层的工程地质研究姓名：班级：学号：一、基本概念活断层，是指现今在持续活动的断层，或在人类历史时期或近期地质时期曾经活动过，极有可能在不远的将来重新活动的断层。

后一种也可称为潜在活断层。

断层在目前持续活动的标志，当然是判定活断层的无可争议的证据。

如何判定潜在活断层则有各种不同的标准。

《岩土工程勘察规范》：在全新地质时期（一万年）内有过地震活动或近期正在活动，在将来（今后100年）可能继续活动的断裂，称为活断层。

全新活动断裂中，近期（近500年来）发生过地震震级大于或等于5级的断裂，或在今后100年内，可能发生大于或者等于5级的断裂，为发震断裂。

活断层有不同的分类。

按运动速率分为A、B、C、D不同级别；按运动性质分为粘滑断层和蠕滑断层；按发震与否分为发震断层的和非发震断层的；按几何形态（两盘相对运动方向）分为走滑断层（又分左旋断层和右旋断层）、倾滑断层（正断层和逆断层）和混合型断层等。

二、活断层特性活断层的特性需要从活断层类型、规模、错动速率和活动周期等方面进行研究。

（一）活断层工程地质分类为适应我国振兴经济, 建立对工程适用性较强的活断层工程地质分类, 已经成为当代中国和国际社会大规模工程建设急待解决的新问题。

鉴于活断层对工程的影响主要表现为灾害性质, 工程地质的目标是要提出灾害减缓的对策, 首先建立一个满足工程需要的灾害性工程地质分类原则, 弥补当代活断层研究中为地震学服务的局限性, 摆脱现存活断层研究中那种以时限为基础的状况, 使活断层研究与工程灾害直接结合起来。

大量实践证明, 活断层的工程灾害主要通过直接发震、蠕动、积累较高的地应力及增强断裂带地下水循环交替而导致断层带岩石软化, 进而导致滑坡和崩塌作用等的发生。

据此, 提出活断层工程地质分类如表2。

第一类, 灾害型活断层, 第二类, 危害型活断层, 第三类, 灾害减缓型活断层, 第四类, 安全型活断层。

（二）活断层规模（断层活动段的长度L和错距D）活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素，这些可以通过勘探等手段得到确定。

活断层工程地质第一节概述活断层和地震是两种密切相关的工程动力地质作用，在工程地质学领域内将活地层和地质活动所产生的工程地质影响。

称为‘区域地壳稳定性问题’大于90%地震与断层活动有关据活断层的活动方式和特点分为（1）蠕滑断层（2）粘滑断层，产生地震（地震断层）第二节活断层一概念及意义实际上有争议美国原子能委员会从历史性和现实性观点出发，将新断层分为1. 狭义的，称为“活动断层”，其概念是，全新世(1X104a)以来活动的断层，并且未来仍有可能活动，其活动可以找到地质的、历史考古的、地震活动的、地球物理的以及大地测量的诸种证据，它对现代工程实践和地震预报等有着最直接和密切的关系。

2. 广义的，称为“能动断层”，其含义是：①在过去3．5X104a 内至少有过一次活动证据．或在过去50X104a内有反复活动的证据；②与之有联系的断层；③沿该断裂带仪器记录到微震活动。

美国的这个概念后来被不少国家参考使用。

我国规定潜在活断层的时间上限，铁路线为1X104a．高坝和核电站为5X 104a。

二活动断层对工程建筑影响表现活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面。

1．是活断层的地面错断直接损害跨越该断层修建的建筑物；有些活断层错动时附近伴生的地面变形，也会影响到邻近建筑物。

2．是伴有地震发生的活断层，强烈的地面振动对较大范围内建筑物的损害。

例如，位于美国西海岸南部的圣安德烈斯大断层是世界上最活跃的活断层之一，其中从霍利斯特至帕克菲尔德约200km 长的区段内，激光测距获得的断层蠕动速率是l—4cm/a，因而跨越该断层的公路、围墙等建筑物，几年内就能发现较大的错位。

我国宁夏石咀山市红果子沟．明代中、晚期修建的一段东西向长城，有两处被断层错断，均呈右旋扭动，同时存在水平和垂直错动，其中水平错距1．45m，垂直错距0．9m．由此估算其错动速率水平和垂直方向各为3．63及2．25mm／a。

鉴于活断层对工程建筑物的影响，因而对之研究有重要的实际意义。

断层的工程地质研究1 基本要领及研究意义活断层：目前还在持续活动，或在近期地质历史时期活动过，极可能在不远的将来重新活动的断层10000年以来活动过的断层称全新活动断层。

活断层的活动特征：蠕滑、粘滑。

意义（工程意义）：规避重大破坏性地震对建筑群的破坏，防止因活断层位错坏建筑物（无破坏性地震）。

2 活断层的特性包括：活断层的类型活动方式规模错动速率及基本分级活动周期古地震事件2.1 活断层的类型和活动方式按构造应力状态，活断层可划分为三类：走向滑动型（平移断层）逆断层正断层由于三类活断层的几何特征及运动特性各不相同，因而对工程场地的影响也不同。

一、走向滑动断层应力状态为2σ垂直，1σ、3σ水平。

特征：断层面倾向大（近于垂直）断层的地表出露线平直地貌上常形成陡直的断崖以水平运动为主，相对垂直升降量很小分支断裂较少，断层带宽度小这类断层的水平错动量往往很大，因而易于识别，易于发生强震。

一、逆断层应力状态为3σ垂直，1σ、2σ水平。

特征：断层地倾角较小，一般20－40o 之间，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。

逆断层也是强烈发震断层。

三、正断层应力状态为1σ垂直，2σ、3σ水平。

特征：断层面倾角介于逆断层与平移断层之间，一般60~80º之间。

上盘下降并发育分支断层近断层可以引发中强震。

由于地应力场的复杂性，因此，实际发育的断层往往既有水平运动分量亦有垂直运动分量。

因为形成走滑逆冲断层或走滑正断层等。

活断层活动的两种基本方式：粘滑和稳滑。

易发生同期强地震。

2.2 活断层的长度和断距对活断层，其长度和断距是表征活断层的重要数据，通常用：强度导致地面破裂的长度（L ）和一次错段的最大位移（D ）来表示。

一般地震地表错段长度从由百米至数百公里，最大位移自几十厘米至十余米。

地震愈大，震源愈浅，则地表错段就愈长。

我国的经验公式为：25.5lg 19.1+=L M或： 25.256.0-=M L统计分析是一种常用的研究方法。

教学大纲一、课程性质和目的本课程为高年级本科生开设的专业课的基础部分，是工程地质学科的骨干课程，同时也是土木工程、环境工程、水利水电工程等专业的重要必修课。

通过本课程的学习，为学生将来从事本专业的科学技术工作打下良好的基础。

目的：1．向学生传授内外动力及人类活动引起有关物理地质现象方面的基本知识，以及从工程地质角度研究这些动力地质现象（问题）的基本方法等。

2．通过本课程学习，具备解决某些重大工程地质实际问题的初步能力。

3．该课程应用性很强，要求学生尽可能紧密联系某些具体工程动力地质现象的实际进行学习，同时要求学生具备必修的专业基础知识，以便更好地掌握该门课程的内容。

二、课程的基本内容第一章绪论介绍工程地质学的主要研究内容、研究方法及实际意义，它与其它学科间的相互关系，工程地质学发展历史、现状和研究前沿。

如何学习该课程。

第二章活断层工程地质研究活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方法、活断层区建筑原则。

第三章地震工程地质研究地震的基本知识，地震效应，场地条件对震害的影响，地震小区划，建筑抗震原则及措施。

第四章砂土液化工程地质研究砂土液化机理及影响因素，砂土液化的判别方法，砂土液化的防护措施。

第五章岩石风化工程地质研究基本概念，影响岩石风化因素，风化壳及分带标志和方法，岩石风化防护措施。

本章教与学两方面没有难度，主要问题是实际工作中风化岩分带的标准很难把握，带有很大的不确定性，最好配合现场考察进行教学。

第六章斜坡变形破坏工程地质研究基本概念，斜坡应力分布特征，斜坡变形破坏形式及机理，崩塌形成条件及基本特征滑坡形态要素及分类、稳定性影响因素及评价，斜坡变形破坏预测预报及防治。

第七章渗透变形工程地质研究渗透变形概念及形式，产生渗透变形的基本条件，渗透变形预测，防治措施。

第八章岩溶工程地质研究溶蚀机理，岩溶发育的影响因素，岩溶渗漏、塌陷工程地质问题分析，渗漏及塌陷处理措施。

第九章水库诱发地震工程地质研究诱发地震的类型，水诱发机制，水库诱发地震发生的地质背景条件，水库诱发地震的基本特征，诱发地震的工程地质研究及预测。