《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

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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1000a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渭( creep sip)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lm/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, Globa1 Positioning system)或超长基线(VIBI测量

■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623),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

■但即使在我国这样一个历史悠久的国家,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硏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

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071m, 错开了道路、围墙、房屋、水泥地面等一切地 面建筑物