《工程地质分析原理》课程PPT教学课件（讲稿）第四章 活断层的工程地质研究

工程地质分析原理 第四章活断层的工程地质研究

第四章 活断层的工程地质研究

1200c0 合灣活斷分布国 Feno 比是 延确新号 已翻难山即导 九竽城受各和垂 儿地 仁新皆 园立中央大學周地質研究 冒科害发法完宝垫 (台滤省盘盲忘捏费助)

41基本概念及研究意义 活断层( active fault)-般理解为目前还在持 续活动的断层,或在历史时期或近期地质时期活 动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。后 种情况也可称为潜在活断层( potential active fau|t)

4.1 基本概念及研究意义 ◼ 活断层(active fault)一般理解为目前还在持 续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期活 动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。后 一种情况也可称为潜在活断层(potentially active fault)

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。人类历史时期有过活动记录的 当然是潜在活断层。对近期地质历史时期却有不 同的理解与限定。 有人将之限于全新世即最近11000a以内),有 人则限于最近35000a(以14C确定绝对年龄的可靠 上限)之内,更有人限于晚更新世(最近100.000a 或500,000a之内,或者根据近期地质历史时期 (例如第四纪期间)有重复活动来判定

◼ 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。人类历史时期有过活动记录的 当然是潜在活断层。对近期地质历史时期却有不 同的理解与限定。 ◼ 有人将之限于全新世(即最近11000a以内)，有 人则限于最近35000a (以14C确定绝对年龄的可靠 上限)之内，更有人限于晚更新世(最近100,000 a 或500,000a)之内，或者根据近期地质历史时期 (例如第四纪期间)有重复活动来判定

从工程使用时间尺度和断层活动时间测年 的准确性来考虑,活动时间上限不宜太长, 应以前两者为适当。可能有重新活动的不远 的将来,一般理解为重要建筑物如大坝、原 子能电站等的使用年限之内,约为100a- 200a。 活动断层有不同的活动特性: ■持续不断缓慢蠕动的称为蠕(creeρsip) 或稳滑,( stable slip)间断地、周期性突然 错断的为粘( stick slip),粘滑常伴有地震, 是活断层的主要活动方式。一条长大活断 的不同区段可以有不同的活动方式。活断层 的活动强度主要以其错动速率来判定

◼ 从工程使用时间尺度和断层活动时间测年 的准确性来考虑，活动时间上限不宜太长， 应以前两者为适当。可能有重新活动的不远 的将来，一般理解为重要建筑物如大坝、原 子能电站等的使用年限之内，约为100a一 200a。 ◼ 活动断层有不同的活动特性: ◼ 持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑(creep slip) 或稳滑，(stable slip);间断地、周期性突然 错断的为粘滑(stick slip)，粘滑常伴有地震， 是活断层的主要活动方式。一条长大活断层 的不同区段可以有不同的活动方式。活断层 的活动强度主要以其错动速率来判定

但活断层错动速率是相当缓慢的,两盘相对 位移平均达到mm/a,已属相当强的活断层。 世界上最著名的活断层,为美国的圣安德烈斯 断层,两盘间年平均最大相对位移也只有5cm。 所以,即使是现今还在蠕动的断层,也不能用 般的观测方法取得它活动的标志,而需采用 重复精密水准测量(水准环测或三角、三边测量)。 近年还采用全球定位系统(GPS, Globa Positioning System)或超长基线VB测量

◼ 但活断层错动速率是相当缓慢的，两盘相对 位移平均达到lmm／a，已属相当强的活断层。 世界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯 断层，两盘间年平均最大相对位移也只有5cm。 所以，即使是现今还在蠕动的断层，也不能用 一般的观测方法取得它活动的标志，而需采用 重复精密水准测量(水准环测或三角、三边测量)。 近年还采用全球定位系统(GPS，Global Positioning System)或超长基线(VIBI)测量

法测得两盘相对位移。近年硏究证明,断层位 移往往伴有小地震,所以用密集地震台网精确 测定小震震中沿断层线分布(参见图6—23),也 是判定断层活动的可靠标志。有些间断活动的 断层,在其非活动期,断层线两侧既无相对位 移,沿断层也无小地震产生。但经过一定时期 之后,在断层线上的某一点会发生较强地震 有时还伴以位移达几米的地表错断。这类断层 可从历史上地震和断层错动记录或从过去的强 震震中沿断层分布取得其活动标志

◼ 法测得两盘相对位移。近年研究证明，断层位 移往往伴有小地震，所以用密集地震台网精确 测定小震震中沿断层线分布(参见图6—23)，也 是判定断层活动的可靠标志。有些间断活动的 断层，在其非活动期，断层线两侧既无相对位 移，沿断层也无小地震产生。但经过一定时期 之后，在断层线上的某一点会发生较强地震， 有时还伴以位移达几米的地表错断。这类断层 可从历史上地震和断层错动记录或从过去的强 震震中沿断层分布取得其活动标志

但即使在我国这样—个历史悠久的国家,地震 历史记录也不过只有3000a左右,仪器确切测 定震中更是最近几十年来才实现的。所以判定 断层活动性主要还是要依靠地质标志,即断层 近期活动在最新沉积层中、在断层物质中或在 地形地貌上留下来的证据。通过这些证据的详 细研究,可以判定断层是否活动,其活动方式 和规模及是否伴有地震。通过多种绝对年龄测 定,还可判定断层的活动时间、速率及重复活 动的时间间隔或重复活动周期

◼ 但即使在我国这样—个历史悠久的国家，地震 历史记录也不过只有3000a左右，仪器确切测 定震中更是最近几十年来才实现的。所以判定 断层活动性主要还是要依靠地质标志，即断层 近期活动在最新沉积层中、在断层物质中或在 地形地貌上留下来的证据。通过这些证据的详 细研究，可以判定断层是否活动，其活动方式 和规模及是否伴有地震。通过多种绝对年龄测 定，还可判定断层的活动时间、速率及重复活 动的时间间隔或重复活动周期

对活断层进行工程地质研究的重要意义有以下两 个方面 其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地 面变形,往往会直接损害跨断层修建或建于其令 近的建筑物。 其次是活断层多件有地震,而强烈地震又会 使建于活断层附近的较大范围内的建筑物受到损

◼ 对活断层进行工程地质研究的重要意义有以下两 个方面。 ◼ 其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地 面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻 近的建筑物。 ◼ 其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会 使建于活断层附近的较大范围内的建筑物受到损 害

活断层错动直接损害建筑物的例子迄今为 止为数不多。在我国则有1976年唐山地震时的 长达8km的地表错断。它呈北30°东方向由市 区通过,最大水平错距3m,垂直断距07—1m 错开了道路、围墙、房屋、水泥地面等一切地 面建筑物

◼ 活断层错动直接损害建筑物的例子迄今为 止为数不多。在我国则有1976年唐山地震时的 长达8km的地表错断。它呈北30°东方向由市 区通过，最大水平错距3m，垂直断距0.7一lm， 错开了道路、围墙、房屋、水泥地面等一切地 面建筑物