工程地质学基础第一章活断层工程地质研究.pptx

第一章活断层工程地质研究一、概念断层是地壳构造运动的重要形迹。有的断层形成于较晚时期，在形成以后受到晚期构造背景条件控制，仍保持着活动的特征。早在十八世纪，人们从地震活动与断层活动的关系才渐渐意识到断层的活动性特征，经过几个世纪的研究，对活断层的特征有了比较深入的认识。第一节概述

关于活断层的定义，目前为止没有完全统一。主要关于过去活断层历史时间的上限界定问题看法不一，不同部门、不同国家都存在差别。工程建筑部门倾向于考虑全新统或晚更新统(约10万年)，而地质部门倾向于早更新统(约200万年）。美国原子能委员会（USNRC）的定义是：在3.5万年内有过一次或多次活动的断层与其他活动断层有联系的断层沿该断裂发生过蠕动或微震活动活断层:指目前正在活动或近期有过活动、极有可能在不久的将来重新活动的断层。

活断层的活动可视为一类地质病害，可以对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意义上讲，活断层的工程地质研究就是要研究活断层与工程建筑的关系，评价其对建筑物的破坏作用。考虑：活断层错动变形对建筑物的直接破坏：活断层对区域地质环境的影响，如地震、区域地壳稳定、水库地震等。历史上活断层对建筑造成损坏或因断层存在对建筑造成间接破坏的例子很多二、工程地质研究意义

对活断层进行研究，充分掌握其活动特征，合理评价其对工程的影响，有时可以安全有效地降低工程设计标准，节省投资，如黄河小浪底工程（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TQ1Q2断层发生在Q1－Q2期间断层泥热释光法测年龄：万年，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

第二节活断层的基本特征一、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，水平错动量大，断层带宽度不大，很少分支断裂。（2）逆断型活断层多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。（3）正断型活断层差异升降活动为它的断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见，形成地堑式的正断层组合本节介绍活断层的类型与活动方式、继承性与反复性、长度与断距、错动速率与周期。

（1）粘滑型活断层间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带，（2）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，有时可伴有小震二、活断层的活动方式

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。而活动断裂重新活动往往并非全断裂都活动，而是部分段的活动，这里断层长度是指现活动段长度及两旁相应的错断距离。在关于活断层的建筑设计及有关稳定性的分析论证时，需要了解断层活动段长度L和断距D。对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得到，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。一般认为，活断层地表产生的断裂长度与震源体处断裂长度相一致。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M，利用统计经验方式及查表确定L和D。这种关系式很多，如我国地震工作者对我国及邻近地区地表地震断裂资料得到如下式：三、断层活动段的长度和断距

有的情况下，可以采用数字分析（如有限元）方法确定断层长度及断距。01断层长度1~数百公里不等，一般小于5.5级地震很少产生地表错动。01活断层地震活动是否在地表显现形迹，与地表覆盖层厚度、震源深度及震级有关，一般覆盖层厚度大于30-50m、震源深度大于10-30km、地震震级小于6级条件下，很少出现地表断裂现象。01

错动速率是指断层年错动位移量，一般是用若干年总的错动量计算得到，因而也称平均错动速率。分为水平和垂直分量。断层错动速率从三个方面获得：1、错动速率是研究现今活动断裂的有效方法。我国许多著名活断层均设有精密水准、三角测量、激光测距等量测工作。有了量测数据，便可以计算错动速率。如贺兰山东麓活断裂红果子沟处，84年~86年测得断层右旋错动，水平8.48mm、垂直0.75mm。故错动速率：（1）精密地形变测量活断层活动速率及相应周期是表明活断层的活动强度的重要指标，是地震强度的重要资料。四、错动速率和活动周期

根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。等级AAABCD错动速率(㎜/a)101－100.1－10