第二章地震工程地質(zhì)研究

第一節(jié)概述地震:在地殼表層,因彈性波傳播所引起的振動(dòng)作用或現(xiàn)象

構(gòu)造地震火山地震陷落地震誘發(fā)地震按成因分類(lèi)

淺源地震：0<70km大陸地震多屬此類(lèi)，占73%，30km以?xún)?nèi)更多中源地震：70~300km占23%深源地震：>300km占4%，最深達(dá)720km震源深度：構(gòu)造地震最嚴(yán)重一類(lèi)，數(shù)量多規(guī)模大，涉及面廣，破壞性大，世界90%以上屬于此類(lèi)。本章介紹此類(lèi)地震及水庫(kù)誘發(fā)地震。

大地震：M>=7級(jí)強(qiáng)烈破壞地震中地震：7>M>=5破壞性地震小地震：5>M>=3,2-4級(jí)有感地震微地震：3>M>=1

超地震：M<=1

按地震M級(jí)大小據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年大約發(fā)生幾百萬(wàn)次地震，人們能感覺(jué)到的僅占1％左右，7級(jí)以上強(qiáng)烈破壞性的災(zāi)害性地震每年多那么二十幾次，少那么三、五次。我國(guó)位于環(huán)太平洋和地中海一南亞兩個(gè)地震帶之間，是一個(gè)多地震活動(dòng)的國(guó)家。在我國(guó)三千多年的歷史資料中，記錄地震近萬(wàn)次，其中上世紀(jì)以來(lái)破壞性地震達(dá)6000多次；據(jù)1200～1989年資料統(tǒng)計(jì)，7級(jí)地震147次，8級(jí)及其以上巨大地震共19次。建國(guó)以來(lái)發(fā)生>=7級(jí)的地震12次。我國(guó)地震分布以西南、西北、華北、東南沿海和臺(tái)灣省區(qū)破壞性地震最多。其中臺(tái)灣尤甚，大震多，頻度高；新疆和西藏次之。假設(shè)以地震烈度6度為輕微以上破壞性標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)約575萬(wàn)平方公里屬于輕微以上破壞區(qū)，其中，寧夏、蘭州、海口、北京、太原、大同、西安、昆明、天津、呼市、汕頭位于8度區(qū)。一次6級(jí)地震可釋放6×1020爾格的能量，大致相當(dāng)于30～40萬(wàn)噸TNT炸藥的巨大爆炸，7級(jí)地震可釋放2×1022爾格的能量，8級(jí)地震可釋放6×1026爾格的能量?？梢?jiàn)地震釋放能量之大。而且絕大局部能量的集中釋放，于數(shù)秒種內(nèi)完成。因此，地震災(zāi)害的猝發(fā)性和沉重性往往給人類(lèi)生命以極大威脅，造成經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)巨大損失。據(jù)美國(guó)聯(lián)邦政府統(tǒng)計(jì)，僅二十世紀(jì)以來(lái)，全世界就有12O余萬(wàn)人遇難于地震災(zāi)害；五十年代以來(lái)，全球破壞性地震造成的經(jīng)濟(jì)損失已逾2000億美元。地震災(zāi)害是最重要的自然災(zāi)害之一。中國(guó)的地震災(zāi)害又居世界之首。在我國(guó)歷史記載中，1556年陜西華縣地震8級(jí)死亡人口達(dá)83萬(wàn)；1920年寧夏海原地震死亡人數(shù)也超過(guò)20萬(wàn)。令人痛心的1976年唐山地震7.9級(jí)，死亡24.2萬(wàn)多人，工業(yè)城市毀于一旦，直接經(jīng)濟(jì)損失100億元，為世界地震史所罕見(jiàn)。還有66年的邢臺(tái)地震，70年通海地震，75年海域地震?！参覈?guó)這些地震震源深都在13km左右〕。我國(guó)有3000多年地震記錄歷史，創(chuàng)造了地震儀，編制了地震區(qū)劃圖，制定了抗震標(biāo)準(zhǔn)，建立了地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，組建了諸多地震研究工作機(jī)構(gòu)及一大批從事地震的科技工作者。工程地質(zhì)研究：區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題，建筑抗震，建筑場(chǎng)地選擇，地震穩(wěn)定性，抗震措施工程地質(zhì)論證——為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)。第二節(jié)地震基礎(chǔ)知識(shí)

一、幾個(gè)概念：1、震源：地震發(fā)源地〔能量E、深度H〕2、震中3、震中距4、震源深度5、地震區(qū)〔烈度>6度區(qū)〕；地震作用；遠(yuǎn)場(chǎng)〔烈度衰減2度以上〕近場(chǎng)地震6、地震波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，彈性波，能量傳播，產(chǎn)生振動(dòng)〔地震力〕，破壞源動(dòng)力，信息載體，透、反、折射傳播。體波：通過(guò)地球本體傳播的波面波：體波經(jīng)過(guò)反射、折射后，在介質(zhì)的界面或自由面（如地面）傳播縱波（P）：壓縮波，對(duì)應(yīng)于介質(zhì)體應(yīng)變，三維擴(kuò)散橫波（S〕：剪切波，對(duì)應(yīng)于切應(yīng)變，二維擴(kuò)散破壞性最大體波瑞利波（R）：質(zhì)點(diǎn)在XZ面上橢圓滾動(dòng)前進(jìn)勒夫波（Q）：質(zhì)點(diǎn)在XY面上曲線前進(jìn)面波〔L〕瑞利波勒夫波

振幅A周期T波長(zhǎng)波速VP波最小最短最短最快S波最大長(zhǎng)長(zhǎng)慢R波、Q波最大最長(zhǎng)最長(zhǎng)最慢地面為自由界面，建筑位于其上，該面只存在面波，它對(duì)建筑的根底破壞性大；體波對(duì)建筑破壞性最大，P波能量最大，S涉及L波波長(zhǎng)大，使建筑慌動(dòng)最大。地震部門(mén)最關(guān)心P、S波。

一般情況下一般地震外表秒，對(duì)建筑界面，P波先到達(dá)，然后是S波，最后L波。7震級(jí)〔M〕：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來(lái)的能量大小所決定。M＝LOGA8烈度：一次地震于某地地面震動(dòng)強(qiáng)烈程度與地震釋放的能量大小、震源深度、震中距、震域介質(zhì)條件有關(guān)。一次地震只有一個(gè)M，但有不同I。震中烈度用I0表示。震源深度和震中距越小，地表巖土越軟弱，地震烈度越大。淺源地震〔據(jù)152次大震統(tǒng)計(jì)〕震級(jí)與烈度的關(guān)系：M=0.68I0+0.98A：距震中100公里處標(biāo)準(zhǔn)地震儀在地面所記錄的震波最大振幅?！参⒚住硺?biāo)準(zhǔn)地震儀：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大靜力放大倍率為2800。能量E〔J〕與震級(jí)〔M)關(guān)系：logE=4.8+1.5M理論上M無(wú)上限，實(shí)際上，因地殼巖石強(qiáng)度有限，即累積應(yīng)變能有限，目前最大M為8.9級(jí)。烈度是估算災(zāi)情，進(jìn)行區(qū)劃，抗震設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。震害大小取決于地震破壞力和地物本身抗震性?xún)煞矫妫叶葎澐忠詢(xún)煞矫孀鳛闃?biāo)準(zhǔn)。目前全世界均是以一次地震造成一個(gè)地區(qū)的宏觀震害〔如房屋倒塌程度等〕，同時(shí)引入地震加速度等物理指標(biāo)作為參考，劃分烈度。國(guó)際上有數(shù)十種劃分標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)是國(guó)家地震局制定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)一個(gè)地區(qū)某一地震及代表性地質(zhì)條件〔一般二類(lèi)土層〕建筑破壞情況劃分烈度。根據(jù)：人的感覺(jué)，房屋及器物地物震害程度，加速度和速度〔參考〕，等級(jí)：I——級(jí)幾個(gè)烈度概念：烈度人的感覺(jué)一般房屋其它現(xiàn)象考物理指標(biāo)大多數(shù)房屋震害程度平均震害指數(shù)加速度/（CM/S2）（水平向）速度/（CM/S2）（水平向）I無(wú)感II室內(nèi)個(gè)別靜止中的人感覺(jué)III室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺(jué)門(mén)、窗輕微作懸掛物微動(dòng)IV室內(nèi)多數(shù)人感覺(jué)，少數(shù)人夢(mèng)中驚醒門(mén)窗作響懸掛物明顯擺動(dòng)，器皿作響V室內(nèi)普遍感覺(jué)，室外多數(shù)人感覺(jué)，多數(shù)人夢(mèng)中驚醒門(mén)窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響，灰土掉落，抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫不穩(wěn)定器翻倒31（22~44）3（2~4）VI驚慌失措，倉(cāng)惶逃出損壞——個(gè)別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫0~0.10河岸和松軟土上出現(xiàn)裂縫，飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水，地面上有的磚煙囪輕度裂縫、掉頭63（45~89）6（5~9）VII大數(shù)多人倉(cāng)惶逃出輕度破壞——局部破壞、開(kāi)裂，但不防礙使用0.11~0.30飽和砂層常見(jiàn)噴砂冒水，松軟土上地裂縫較多，大多數(shù)磚煙囪中等破壞125(90~177)13(10~18)VIII搖晃顛簸，行走困難中等破壞——結(jié)構(gòu)受損，需要修理0.31~0.50干硬土上變有裂縫，大多數(shù)磚囪嚴(yán)重破壞250(178~353)25(19~35)IX坐立不穩(wěn)，行動(dòng)的人可能摔跤嚴(yán)重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難0.51~0.70地方出現(xiàn)裂縫、基巖上可能出現(xiàn)裂縫、滑坡、坍方常見(jiàn)，磚煙囪出現(xiàn)倒塌500(354~707)25(19~35)X騎自行車(chē)的人會(huì)摔倒，處不穩(wěn)狀態(tài)的人會(huì)摔出幾尺遠(yuǎn)，有拋起感倒塌——大部倒塌，不堪修復(fù)0.71~0.90山崩和地震斷裂出現(xiàn)，基巖上的拱橋破壞，大多數(shù)煙囪從根部破壞1000(708~1414)100(72~141)XI毀滅0.91~1.00地震斷裂延續(xù)很長(zhǎng)，山崩常見(jiàn)，基巖上的拱橋XII地面劇烈變化，山河改觀〔2〕場(chǎng)地烈度〔I場(chǎng)〕：同一I基區(qū)，場(chǎng)地條件不同而進(jìn)一步劃分，對(duì)I基修正?！?〕設(shè)防烈度〔設(shè)計(jì)烈度〕〔I設(shè)〕：是抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度。依建筑物重要性、抗震性、經(jīng)濟(jì)性、對(duì)I基調(diào)整。原那么上一般建筑用I基，重要建筑適當(dāng)提高。設(shè)計(jì)部門(mén)很少用I場(chǎng)。I度區(qū)不設(shè)防?！?〕地震根本烈度〔I基〕：一定時(shí)間和一定地區(qū)范圍內(nèi)一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的最大烈度。一個(gè)地區(qū)的平均烈度。二、地震地質(zhì)基本特征1.介質(zhì)條件2.結(jié)構(gòu)條件活斷層的一些特定部位：端點(diǎn)、拐點(diǎn)、交匯點(diǎn)等。3.構(gòu)造應(yīng)力條件構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)包括1、3的大小方向，構(gòu)造應(yīng)力方向與斷層的關(guān)系。堅(jiān)硬巖石現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的部位，應(yīng)力集中4強(qiáng)震活動(dòng)受活動(dòng)構(gòu)造的控制5絕大多數(shù)強(qiáng)震發(fā)生在一些穩(wěn)定斷塊邊緣的深大斷裂帶上,而穩(wěn)定斷塊內(nèi)部很少或根本沒(méi)有強(qiáng)震分布。6.裂谷型的斷陷盆地尤其是晚第三紀(jì)、第四紀(jì)新生盆地業(yè)常發(fā)生強(qiáng)震。一〕世界范圍內(nèi)的主要地震帶及其形成的大地構(gòu)造環(huán)境1環(huán)太平洋地震帶這是世界上最大的地震帶，在狹窄條帶內(nèi)震中密度也最大，全世界約80％的淺源地震、90％的中源地震和幾乎全部深源地震集中于此帶，釋放的能量約為全世界地震釋放能量的80％。很早以前就已經(jīng)知道，此帶的震源深度有自島孤外線的深海溝向大陸內(nèi)部逐步加深的規(guī)律，并解釋為大陸與大洋之間的一條傾向大陸的大斷裂面。。2地中海喜馬拉雅地震帶或歐亞地震帶僅次于環(huán)太平洋地震帶的第二大地震帶，震中分布較前者為分散，所以帶的寬度大且有分支。以淺源地震為主，中源地震在帕米爾、喜馬達(dá)雅地區(qū)有所分布，深源地震主要分布于印尼島弧。環(huán)太平洋地震帶以外的幾乎所有深源、中源和大的淺源地震均發(fā)生于此帶，釋放能量約占全球地震能量的15％。

3大洋海嶺地震帶主要呈線狀分布于各大洋的接近中部。這一地震帶遠(yuǎn)離大陸是多為強(qiáng)震，所以以前未被人注意，60年代以前不把它作為一個(gè)地震帶，海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造的開(kāi)展才使人們注意到這一地震帶。這一帶的所有地震均產(chǎn)生于巖石圈內(nèi)，震源深度小于30km，震級(jí)除少數(shù)例外均不超5級(jí)。二)我國(guó)地震地質(zhì)的根本特征1我國(guó)強(qiáng)震空間分布及地震區(qū)帶劃分我國(guó)大于6級(jí)的強(qiáng)震的空間分布極不均勻，大致以105度為界。西部地震廣泛分布，東部地震相對(duì)稀少，震級(jí)均未到達(dá)8級(jí)。在上述兩地震區(qū)域內(nèi)強(qiáng)震分布也是極不均勻的，東部域分布于華北及東南沿海一帶，而西局部布面積大，但塔里木、準(zhǔn)噶爾和鄂爾多斯盆地等那么地震分布較為零星。2我國(guó)強(qiáng)震發(fā)生的地質(zhì)條件(1)強(qiáng)震與活動(dòng)斷裂帶的關(guān)系a〕不同方向的斷裂的交匯部位b〕活動(dòng)性深大斷裂的轉(zhuǎn)折部位c〕活動(dòng)性深大斷裂的端部或其它鎖閉段(2)強(qiáng)震與斷陷盆地的關(guān)系a〕傾斜斷陷盆地的較深、較陡一側(cè)活動(dòng)斷裂的最大斷距段上；b〕兩盆地間或盆地內(nèi)部由橫向斷裂控制的橫向隆起帶兩側(cè)；c〕斷陷盆地的銳角尖端，或斷陷盆地帶內(nèi)多組斷裂交匯部位；d〕受不同方向多組斷裂控制，內(nèi)部構(gòu)造又比較強(qiáng)烈的復(fù)合盆地的次級(jí)凹陷帶上，如1966年邢臺(tái)地震。(3)強(qiáng)震產(chǎn)生的深部構(gòu)造條件我國(guó)大陸板內(nèi)地震多發(fā)生在地殼內(nèi)10-25km深處，在我國(guó)西部還發(fā)生在地殼內(nèi)31-37km。由此可見(jiàn)，地殼深部構(gòu)造活動(dòng)和受力狀態(tài)，對(duì)地震的孕育和發(fā)生，是更為直接的因素。不同級(jí)別的斷裂如蓋層斷裂、基底斷裂、巖石圈斷裂和超巖石圈斷裂，層間斷裂在深部的活動(dòng)往往是地震發(fā)生的主要原因。3我國(guó)大陸地震活動(dòng)與現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與形變場(chǎng)的關(guān)系根據(jù)大量震源機(jī)制解及地震時(shí)地表斷層錯(cuò)動(dòng)方式分析，我國(guó)廣闊地區(qū)主壓應(yīng)力以近水平方向者為主。主壓應(yīng)力仰角小于30度者占80%以上，且以東經(jīng)105o為界，可區(qū)分出兩大應(yīng)力系統(tǒng)。西部為近南北向-北北東向擠壓應(yīng)力場(chǎng)。東部為大面積的近東西的水平擠壓應(yīng)力場(chǎng)。4我國(guó)現(xiàn)代地殼垂直形變與地震活動(dòng)的相關(guān)性研究中國(guó)大陸垂直形變的的總趨勢(shì)是南升北降，最大上升量在喜馬拉雅山地區(qū)，年速率達(dá)10mm左右。下降最強(qiáng)烈的新疆準(zhǔn)噶爾盆地，年速率為-3到-4mm。大致以銀川-昆明一線為界，西部線條密集，等值線多呈東西或北西西走向，與主要斷裂線方向一致，其地形變斷裂線多由3-4條等值線組成的梯度帶繪出，說(shuō)明其活動(dòng)強(qiáng)度較大。東部線條相對(duì)稀疏，等值線走向多為北北東向-北東向，局部為東西向及南北向，也與構(gòu)造線吻合較好。東部地區(qū)的垂直變形大致分為三區(qū)：華南-西南區(qū)，華北區(qū)和東北區(qū)。5我國(guó)大陸板內(nèi)現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)特征我國(guó)大陸處于歐亞大陸的東部，是一個(gè)被周?chē)鍓K擠壓圍限的區(qū)域，影響板內(nèi)變形和運(yùn)動(dòng)狀況的邊界動(dòng)力環(huán)境十分復(fù)雜：〔1〕有印度板塊與歐亞大陸在喜馬拉雅一帶的碰撞及向亞洲內(nèi)部的繼續(xù)擠壓；〔2〕西太平洋板塊向亞洲大陸的俯沖與擠壓；〔3〕菲律賓板塊向西的俯沖和在臺(tái)灣一帶的會(huì)聚；〔4〕日本海、東海東部沖繩海槽及南海盆地的弧后局部擴(kuò)張。在周邊板塊碰撞或俯沖的推動(dòng)下，板塊之間就產(chǎn)生了不同形式、不同規(guī)模和速率的相互錯(cuò)動(dòng)。大體上又可分為西部板內(nèi)聚斂為主的擠壓區(qū)，東部東北、華北的拉張裂陷區(qū)和東南部處于西部擠壓與北部圍限下整體穩(wěn)定滑移區(qū)?！?〕西部擠壓區(qū)〔2〕東南部滑移區(qū)〔3〕東及東北部張裂區(qū)三、震源機(jī)制和震源參數(shù)1.震源機(jī)制：地震發(fā)生的物理過(guò)程或震源物理過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)多個(gè)地震臺(tái)的地震記錄圖來(lái)確定。主要依據(jù)初到P波的方向＋＋－－＋＋－－1313單力偶雙力偶P波的初動(dòng)具有明顯的象限分布特點(diǎn)。平移斷層正斷層逆斷層2.震源參數(shù)：反映震源斷層的一些特征量或物理量包括：斷層走向、傾向、傾角、斷層錯(cuò)動(dòng)方向、震源斷層長(zhǎng)度、寬度、斷層錯(cuò)距、震源應(yīng)力方向等。求解：〔1〕震源機(jī)制解〔2〕等震線的幾何特征〔3〕根據(jù)第一章介紹的經(jīng)驗(yàn)式，據(jù)震級(jí)等計(jì)算斷層長(zhǎng)度、錯(cuò)距，〔4〕根據(jù)震前后大地變形推求斷層位量、方向、錯(cuò)距、類(lèi)型等

第三節(jié)地震效應(yīng)

地震效應(yīng)——地震作用影響所及的范圍內(nèi)，地表出現(xiàn)的各種震害和破壞。取決于三方面：場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、震級(jí)、震中距、建筑物類(lèi)型及結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞效應(yīng)——引起建筑物破壞地面破壞效應(yīng)——地面破裂及地基液化、沉陷等斜坡破壞效應(yīng)——滑坡等一振動(dòng)破壞效應(yīng)地震地面運(yùn)動(dòng)建筑物振動(dòng)建筑物破壞(強(qiáng)度、剛度、整體性不夠產(chǎn)生破裂或倒塌）地震（a,v,A)三種破壞的效兩種分析方法假設(shè)：1〕建筑物是剛體，即建筑物的各局部作為一個(gè)整體〔一個(gè)質(zhì)點(diǎn)〕，具有相同的加速度。2〕建筑物受力振動(dòng)加速度和地面加速度是相同的3〕將地震力視為由地面振動(dòng)a0max引起建筑物的慣性力，即地震力就是建筑自身的慣性力，固定不變。建筑物受到的地震力P為：其中當(dāng)amax為水平矢量，稱(chēng)其為水平地震系數(shù)kc，相應(yīng)地為垂直地震系數(shù)k/c；g為重力加速度；amax=PW1.靜力法我國(guó)規(guī)定Kc’=(1/2-1/3)Kc一般：不考慮Kc’,但在有傾覆、滑動(dòng)危險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)，如擋土墻、水壩等，需用Kc’核算。在高烈度〔度以上〕區(qū)必須考慮地震力核算的穩(wěn)定性。〔1〕工業(yè)與民用建筑，建筑物的破壞主要與水平地震力作用下的水平滑動(dòng)及結(jié)點(diǎn)脫開(kāi)有關(guān)，故實(shí)際上為穩(wěn)定性課題，其表達(dá)為：式中：f、c為地基與根底間或滑動(dòng)面上的摩擦系數(shù)及粘聚力；W為建筑物的重量；A為建筑物根底底面或滑動(dòng)面的面積；Kc為水平地震系數(shù)。〔2〕水壩應(yīng)考慮兩種情況：只考慮水平地震力作用時(shí)，在水平與鉛直地震力共同作用時(shí)，

2.動(dòng)力分析法實(shí)際情況：a：A、方向隨時(shí)間變化，建筑與地面物理特性不同，不同建筑也不同，如〔a、T等〕。故廣泛用動(dòng)力分析法考慮地震對(duì)建筑物的作用與場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地震歷時(shí)等因素。地面與建筑為一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)三種方法：模型模擬、計(jì)算機(jī)模擬分析、簡(jiǎn)化反響譜計(jì)算機(jī)模擬分析——輸入強(qiáng)震波譜模擬地震作用，了解振動(dòng)過(guò)程，求振動(dòng)阻力和動(dòng)位移。將建筑控制在彈性變形限度內(nèi)。簡(jiǎn)化反響譜法——認(rèn)為建筑為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)M，為一個(gè)彈性系數(shù)為K的振其振動(dòng)性能自由振周期T和阻尼決定，要考查在受到不同時(shí)刻的地震加速度a0后，建筑所表現(xiàn)的加速度a的大小。原理：由質(zhì)點(diǎn)受振動(dòng)后的性能可建立微分方程，該方程中包括了質(zhì)點(diǎn)a及地面a0，解方程時(shí)，按簡(jiǎn)化的方法輸入一次地震的不同時(shí)刻的a0，得到一系列amax值，得到一個(gè)特定T、阻尼下反響譜曲線。給amax標(biāo)準(zhǔn)化，定義動(dòng)力系數(shù)，物理含義是質(zhì)點(diǎn)對(duì)a0的放大倍數(shù)。二地面破壞效應(yīng)地面破裂效應(yīng)地基基底效應(yīng)地震斷層地面裂縫沉降砂土液化地基滑移1.地面破裂效應(yīng)

——指地震時(shí)斷層錯(cuò)斷及地面裂縫引起的破壞。強(qiáng)烈地震均會(huì)出現(xiàn)。斷層長(zhǎng)度及寬度可按估計(jì)的震級(jí)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。延伸數(shù)十至數(shù)百公里不等。位置一般按已有的主干斷層線或分支斷裂線出現(xiàn)。

走向斷裂—地表斷裂方向與之相吻合。逆斷裂—地表斷裂與原斷層有一定偏移。正斷裂—介于走、逆之間。走滑型正斷型逆斷型

AD、AB、AD’最易出現(xiàn)的斷裂及范圍。主要產(chǎn)生于上盤(pán)。產(chǎn)生的可能性：與斷層活動(dòng)方式、震源深、M、覆蓋層厚等有關(guān)?！?〕斷裂活動(dòng)就可能產(chǎn)生地表斷裂?！?〕與上部土層厚有關(guān)。臨界厚度—土層剪損應(yīng)變臨界值，硬土5%，軟土10%?！虏繑嗔彦e(cuò)動(dòng)垂直位移〔m〕，一般<3m。一般覆蓋層30-50m以上很少出現(xiàn)地表斷裂?！?〕M>7.2級(jí)幾乎都產(chǎn)生，M=6級(jí)、震源10-30Km時(shí)，很少產(chǎn)生。地表斷裂寬度：由一條主干斷裂帶構(gòu)成，可能為狹長(zhǎng)斷面，或一個(gè)帶

包括影響帶常常有幾英尺至幾十英尺以上。且逆斷層>正斷層>走滑。對(duì)于傾角45-90度斷層，寬度約等于

2.地基效應(yīng)——強(qiáng)烈震動(dòng)作用下，土體較大變形移動(dòng)，使地基承載力下降或喪失，由此造成建筑物的破壞。

地基失效問(wèn)題中，滑坡、砂土液化、巖溶塌陷，這些特殊問(wèn)題必須采用專(zhuān)門(mén)的研究方法。下面介紹關(guān)于地基土產(chǎn)生震陷情況的評(píng)價(jià)方法。方法：影響因素綜合打分法影響因素：土類(lèi)型、厚度、埋藏條件、物理力學(xué)指標(biāo)〔—承載力指標(biāo)值；—剪切波速〕某一個(gè)單元得分

是分別對(duì)因素的等級(jí)打分。

按大小評(píng)出沉陷的不同等級(jí)。〔見(jiàn)朱自成書(shū)〕

標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)準(zhǔn)：假設(shè)土的fk、vs大于表中數(shù)字，不考慮震陷問(wèn)題

烈度789fk(KPa)>80>130>160vs(m/s)>90>140>200機(jī)理：飽水砂土在地震、動(dòng)力荷載或其它物理作用下，受到強(qiáng)烈振動(dòng)而喪失抗剪強(qiáng)度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象。1液化機(jī)理：砂土的抗剪強(qiáng)度：砂基液化問(wèn)題：2.影響砂土液化的因素1〕土的類(lèi)型及性質(zhì)★粒度粉、細(xì)砂土最易液化；高烈度時(shí)，亞砂土、輕亞粘土、中砂也可液化。我國(guó)90%發(fā)生在粉組、砂、亞砂土中。粉粒含量>40%時(shí)，極易液化；粘粒含量>12.5%時(shí)，極難液化。極易液化土的特征是：平均粒度mm，?=2-8，粘粒含量<10%★密實(shí)度松砂極易液化，密砂不易液化。相對(duì)密度Dr<50%時(shí)，很易液化，Dr>80%時(shí)，不易液化。★成因及年代多為沖積成因的粉細(xì)砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結(jié)構(gòu)松散、含水量豐富、地下水位淺2〕飽和砂土的埋藏分布條件埋藏條件包括：砂層厚度、上覆非液化土層厚度〔即埋藏深度〕、地下水埋深。★砂層上覆非液化土層愈厚，液化可能性愈小。一般埋深大于10-15m以下就難以液化了。★地下水位埋深愈大，愈不易液化。實(shí)際上，地下水埋深3-4m時(shí)，液化現(xiàn)象很少，一般把液化最大地下水埋深定為5m。★砂層越厚越易液化。3〕地震活動(dòng)的強(qiáng)度及歷時(shí)地震力〔剪應(yīng)力〕是砂土液化的動(dòng)力地震愈強(qiáng)，歷時(shí)愈長(zhǎng)，那么愈易引起砂土液化，而且涉及范圍愈廣。Ⅵ度以下地區(qū)很少有液化現(xiàn)象；Ⅶ度區(qū)只能使疏松的粉、細(xì)砂層液化；而Ⅸ度以上地區(qū)才能使粗粒及粘粒含量較高的土液化。強(qiáng)度很高的地區(qū)即震中區(qū)附近，因地振動(dòng)以垂直為主，也不易產(chǎn)生液化。液化范圍〔液化最遠(yuǎn)點(diǎn)，以震中距R表示，Km〕lgR=0.77M-3.63.砂土液化的判別根據(jù)地質(zhì)條件，可初步判定該區(qū)土層是否存在液化的可能。假設(shè)有可能，需進(jìn)一步的工作,作出準(zhǔn)確判別。〔1〕初步判別飽和砂土或粉土，當(dāng)符合以下條件之一，可判為不液化土或不考慮液化作用。①Q(mào)3及Q3以前的土②粉土的粘粒含量不小于表列數(shù)據(jù)③上覆非液化土層厚度和地下水埋深符合以下條件之一：du>do+db-2液化土特征深度dw>do+db-3du+dw>1.5do+2db-4.5dw—地下水埋深〔m〕，年最高水位du—上覆非液化土層厚〔m〕db—根底砌置深度〔m)do—液化土特征深度〔m〕粉土的粘粒含量℅7度8度9度101316烈度789粘土678砂土789①現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，地面以下15m以?xún)?nèi)的液化土應(yīng)符合以下要求：其中：N63.5－－飽和土標(biāo)貫實(shí)測(cè)值Ncr－－判別砂土液化的臨界錘擊數(shù)N0－－基準(zhǔn)錘擊數(shù)〔貫人點(diǎn)深3米，地下水埋深2米〕，查表ds－－飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度〔m〕dw－－地下水埋深(m)c－－粘粒百分含量，當(dāng)c<3％時(shí)，取c＝3判據(jù)：Ncr<N63.5不液化〔2〕進(jìn)一步判別方法有:①現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),②剪應(yīng)力比照法烈度789近震61016遠(yuǎn)震812—液化程度等級(jí)定義：液化指數(shù)I

n—15m以?xún)?nèi)標(biāo)貫實(shí)驗(yàn)段總數(shù)—i段標(biāo)貫實(shí)測(cè)值，當(dāng)實(shí)測(cè)值大于臨界值時(shí)取臨界值—i段標(biāo)貫臨界值—i段土層厚度〔m)—i層單位土層厚度影響權(quán)函數(shù)〔m-1〕該層中點(diǎn)深度<5m，取10該層中點(diǎn)深度=15m，取0該層中總深度5-10m，取內(nèi)插值

等級(jí)判別：I<5輕微，無(wú)災(zāi)害I=5-15中等，不均勻沉陷，冒砂I>15嚴(yán)重，建筑傾倒，地面變形②剪應(yīng)力比照法地震剪切波在砂層中產(chǎn)生剪應(yīng)力，當(dāng)其超過(guò)土層液化時(shí)所需的剪應(yīng)力時(shí)，即產(chǎn)生液化。根據(jù)地震剪切涉及室內(nèi)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的土體液化時(shí)的剪應(yīng)力大小，比照判斷。4.砂土液化的防護(hù)措施〔1〕慎重選擇場(chǎng)地〔2〕選擇根底類(lèi)型〔3〕地基處理處理標(biāo)準(zhǔn)：★應(yīng)處理至液化深度下限★處理后的土層標(biāo)貫擊數(shù)實(shí)測(cè)值應(yīng)大于臨界值壓密通過(guò)振動(dòng)、夯擊、爆破等手段，使砂土急劇液化排水，而到達(dá)壓密，提高天然地基土的相對(duì)密度Dr排滲法通過(guò)排滲井等來(lái)消散因振動(dòng)時(shí)而產(chǎn)生的孔隙水壓力，防止液化換土或蓋重用非液化土更換地表的液化土層，或在地表液化土層上覆蓋填土第四節(jié)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件對(duì)震害的影響及地震小區(qū)劃一、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件對(duì)震害的影響目前為止，將地震烈度和地震力作用運(yùn)用于工程設(shè)計(jì)中時(shí)，都沒(méi)有很好考慮一個(gè)場(chǎng)地實(shí)際地質(zhì)條件的影響。實(shí)際上，例如場(chǎng)地條件的差異，可能使同一根本烈度區(qū)不同場(chǎng)地的實(shí)際烈度相差2-3度。解決途徑：①按場(chǎng)地條件進(jìn)行動(dòng)力分析；②場(chǎng)地烈度小區(qū)劃主要影響因素：巖土類(lèi)型、地形地貌、斷裂、地下水。

1.巖土類(lèi)型及性質(zhì)〔1〕強(qiáng)度及剛度震害程度：巖性：時(shí)代：以基巖為準(zhǔn)，高1~2倍小大基巖——密實(shí)礫石——粘土——飽水砂——淤泥、填土老新〔工基教材中表2—6、2—7列出了不同巖性烈度差值。〕原因：①介質(zhì)對(duì)波的吸收放大作用，軟土對(duì)低頻率周期波選擇放大作用較大，A↑，T↑，a↑，持續(xù)時(shí)間↑，對(duì)長(zhǎng)周期建筑〔如高層建筑〕破壞大。②地基震動(dòng)破壞效應(yīng)不同?；鶐r強(qiáng)度高，震動(dòng)下一般不致破壞，土體相反?！?〕松軟土層厚度

土層厚度越大，震害越大，但對(duì)于不同建筑影響程度不同，如以下圖：原因：地震波屢次反射，長(zhǎng)周期波疊加舊金山地震，土層對(duì)10層房屋最大底部剪力原因：軟層的隔震作用，軟層埋深25m以上越厚影