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巖土工程師

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2008年巖土工程師考試輔導:活斷層與工程建設

2008-08-07 10:31 來源: 打印 | 收藏 |
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  活斷層一般被理解為目前還在活動的斷層,或者近期曾有過活動、不久的將來還可能重新活動的斷層。對“近期”的看法尚不統(tǒng)一,有的人認為只限3.5萬年,還有的限于10萬年或50萬年。“不久的將來”一般是指重要建筑物如大壩、核電站等的使用年限(約100年)。

  活斷層有不同的分類。按運動速率分為A、B、C、D不同級別;按運動性質(zhì)分為粘滑的和蠕滑的;按發(fā)震與否分為發(fā)震的和非發(fā)震的;按幾何形態(tài)(兩盤相對運動方向)分為走滑(又分左旋和右旋)、傾滑(正斷和逆斷)和混合型等。

  活斷層對工程建筑物安全的威脅主要來自斷層錯動—突發(fā)錯動(產(chǎn)生地震的粘滑)和緩慢錯動(不產(chǎn)生地震的蠕滑)。前者往往和地震相伴隨,在我國大陸區(qū)震級為6.3-4以上的地震才能產(chǎn)生不同規(guī)模的地表破裂帶和地表位移。而蠕滑也可以產(chǎn)生地表位移和地面破裂,但其形成過程是一個緩慢的應變積放過程,其位移量也是一種緩慢的積累過程。無論哪種方式的位移都會對工程建筑物造成威脅,因而對活斷層進行工程地質(zhì)研究和工程安全評價非常必要。

  怎樣知道一個地區(qū)有沒有活斷層,或者一條斷層是不是活動斷層呢?目前采用的主要方法是根據(jù)活斷層的判別標志來進行判斷。地貌上的標志有,斷層崖、三角面、洪積扇疊置、河流裂點等;河流、山脊或沖溝的水平位錯;全新世以來的最新地層被錯斷現(xiàn)象,往往是活斷層存在的證據(jù);地表疏松土層若出現(xiàn)大面積有規(guī)律分布的地裂縫,且其總體延展方向又與基底斷層的方向大體一致時,是基底活斷層的有力證據(jù);深斷裂第四紀新活動(復活)所形成的第四系內(nèi)斷層;另外地震學方法也可以幫助我們進行判斷,一是1≤M≤3級地震頻繁發(fā)生,且震中線性分布良好,再是沿斷層發(fā)生兩個或更多個中強以上地震,都是活斷層存在的證據(jù)。

  另外,我們還可以利用遙感影象解譯資料幫助判斷活動斷層,前述地貌標志中的斷層崖、三角面、洪積扇疊置、水系變遷、沖溝、山脊的水平位錯等在遙感影象上均有反映;沖積層中的活斷層帶經(jīng)常構成地下水的障壁,往往沿活斷層出露一系列泉,或形成斷層兩側地下水位高程不同,致使地面的色調(diào)或植被不同,成為遙感影象判別活斷層的有力標志。遙感影象解譯活斷層時應注意現(xiàn)場調(diào)查驗證。另外,還可以用斷層新活動年齡測定的方法對活動斷層的最新活動年齡進行測定,用以確定斷層是否為活斷層或進一步確定其活動年代。如,14C法,熱釋光法、電子自旋共振法、鈾系測年法,以及光釋光法等。這里應當指出的是,由于測年方法本身的局限性及樣品采集等方面的原因,目前測年數(shù)據(jù)的可信度還不太高,所以應注意綜合分析。總之,活斷層的確定是一項復雜而重要的工作,應采取特別慎重的態(tài)度,不應僅根據(jù)單一標志、單一方法來確定,而應采取綜合評判的方法。

  人類要改造自然,征服自然,就要修建各種工程建筑物,為此,必須查明工程建筑區(qū)的工程地質(zhì)條件,以保證工程建筑物安全穩(wěn)定和正常運營,而活斷層對工程建筑物會產(chǎn)生嚴重威脅,所以,人們在查清工程建筑區(qū)的工程地質(zhì)條件時,必須查清有無活斷層并確定其規(guī)模。如果一個地區(qū)有活斷層存在,則該地區(qū)的穩(wěn)定性就很差。選擇建筑場地時一般應避開活動斷裂帶,特別是重要的建筑物更不能跨越在活斷層上。鐵路、輸水線路等線性工程有時不能避開活斷層,跨越它時應盡量避開主斷層。有的工程一定要在活斷層附近施工,應考慮把建筑物放在斷層的下盤較為妥善。此外,還應選擇合適的建筑物結構形式和尺寸,以盡量有效地抵御活斷層所產(chǎn)生的地震力或地表位移的影響和破壞。例如,浮閥基礎對避免地面水平位移和破壞,便有著顯著優(yōu)越性;為適應壩基斷層位移,土石壩比任何混凝土壩都可靠;此外,為減少或避免地震力的破壞,可對建筑物構件本身的材料、形狀、尺寸,以及其端部聯(lián)結條件給以調(diào)整,使建筑物與地震的振動周期保持較大差值;在一定條件下也可以加固地基或改善地基的性質(zhì)。

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