工程地质学课件第二章活断层工程地质研究.ppt

第二章活断层工程地质研究提要第一节概述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。活断层受控于板块构造
全球构造（板块构造）理论的基本点是，全球划分为六个刚性的岩石圈板块在软流层之上漂移，不断地运动。
板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源。
变形呈弥散型(千公里以上)，集中在不同次级块体的边界上，具相对低的运动速率(小于10mm/a)。
次级块体内部变形微弱或整体运动
边界带常常是地质、地球化学和地球物理的结构面，绝大多数大陆地震发生在活动带上。在研究某一个地域的大陆构造变形时需要从活动论的观点，从全球构造框架或区域构造框架出发来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源研究表明，印度板块与欧亚于始新世末，即大约3800万年前相互碰撞，此后印度板块仍以每年约5cm的速度向北北东方向推进，强力地推挤着欧亚板块,板块接触带的两个端点位于察隅和伊斯兰堡附近。在碰撞挤压过程中欧亚板块内产生了塑性或粘性流动变形。第十一页，编辑于星期六：二十三点四十二分。第十二页，编辑于星期六：二十三点四十二分。第十三页，编辑于星期六：二十三点四十二分。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。

《岩土工程勘察规范》
全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期正在活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。
发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。
《水利水电工程地质勘察规范》
活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的断层。

美国原子能委员会（USNRC）的定义是：
（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
活断层工程地质研究意义地震SanAndreasFault
crossingtheCarrizoPlain,
NorthofSantaBarbaraSanAndreasFaultoffsettingstreams
OntheCarrizoPlainSanFranciscoCityHall,1906振动液化（Liquefaction）.海啸（Tsunami）小浪底及邻区第四纪活动断层分布图第三十二页，编辑于星期六：二十三点四十二分。第三十三页，编辑于星期六：二十三点四十二分。第三十四页，编辑于星期六：二十三点四十二分。一、活断层的类型（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。

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。如下关系图也可以作为确定L、D时使用有的情况下，可以采用数字分析（如有限元）方法确定断层长度及断距。
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。
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。

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。
1、错动速率
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）精密地形变测量
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。

（2）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。2、错动周期可