第四章 活斷層的工程地質(zhì)

第四章活斷層的工程地質(zhì)研究

4.1基本概念及研究意義活斷層(activefault)一般理解為目前還在持續(xù)活動(dòng)的斷層，或在歷史時(shí)期或近期地質(zhì)時(shí)期活動(dòng)過(guò)、極可能在不遠(yuǎn)的將來(lái)重新活動(dòng)的斷層。后一種情況也可稱為潛在活斷層(potentiallyactivefault)。

斷層在目前持續(xù)活動(dòng)的標(biāo)志，當(dāng)然是判定活斷層的無(wú)可爭(zhēng)議的證據(jù)。如何判定潛在活斷層則有各種不同的標(biāo)準(zhǔn)。人類歷史時(shí)期有過(guò)活動(dòng)記錄的當(dāng)然是潛在活斷層。對(duì)近期地質(zhì)歷史時(shí)期卻有不同的理解與限定。有人將之限于全新世(即最近11000a以內(nèi))，有人則限于最近35000a(以14C確定絕對(duì)年齡的可靠上限)之內(nèi)，更有人限于晚更新世(最近100,000a或500,000a)之內(nèi)，或者根據(jù)近期地質(zhì)歷史時(shí)期(例如第四紀(jì)期間)有重復(fù)活動(dòng)來(lái)判定。從工程使用時(shí)間尺度和斷層活動(dòng)時(shí)間測(cè)年的準(zhǔn)確性來(lái)考慮，活動(dòng)時(shí)間上限不宜太長(zhǎng)，應(yīng)以前兩者為適當(dāng)?？赡苡兄匦禄顒?dòng)的不遠(yuǎn)的將來(lái)，一般理解為重要建筑物如大壩、原子能電站等的使用年限之內(nèi)，約為100a一200a?；顒?dòng)斷層有不同的活動(dòng)特性:持續(xù)不斷緩慢蠕動(dòng)的稱為蠕滑(creepslip)或穩(wěn)滑，(stableslip);間斷地、周期性突然錯(cuò)斷的為粘滑(stickslip)，粘滑常伴有地震，是活斷層的主要活動(dòng)方式。一條長(zhǎng)大活斷層的不同區(qū)段可以有不同的活動(dòng)方式?；顢鄬拥幕顒?dòng)強(qiáng)度主要以其錯(cuò)動(dòng)速率來(lái)判定。

但活斷層錯(cuò)動(dòng)速率是相當(dāng)緩慢的，兩盤相對(duì)位移平均達(dá)到lmm／a，已屬相當(dāng)強(qiáng)的活斷層。世界上最著名的活斷層，為美國(guó)的圣安德烈斯斷層，兩盤間年平均最大相對(duì)位移也只有5cm。所以，即使是現(xiàn)今還在蠕動(dòng)的斷層，也不能用一般的觀測(cè)方法取得它活動(dòng)的標(biāo)志，而需采用重復(fù)精密水準(zhǔn)測(cè)量(水準(zhǔn)環(huán)測(cè)或三角、三邊測(cè)量)。近年還采用全球定位系統(tǒng)(GPS，GlobalPositioningSystem)或超長(zhǎng)基線(VIBI)測(cè)量法測(cè)得兩盤相對(duì)位移。近年研究證明，斷層位移往往伴有小地震，所以用密集地震臺(tái)網(wǎng)精確測(cè)定小震震中沿?cái)鄬泳€分布(參見圖6—23)，也是判定斷層活動(dòng)的可靠標(biāo)志。有些間斷活動(dòng)的斷層，在其非活動(dòng)期，斷層線兩側(cè)既無(wú)相對(duì)位移，沿?cái)鄬右矡o(wú)小地震產(chǎn)生。但經(jīng)過(guò)一定時(shí)期之后，在斷層線上的某一點(diǎn)會(huì)發(fā)生較強(qiáng)地震，有時(shí)還伴以位移達(dá)幾米的地表錯(cuò)斷。這類斷層可從歷史上地震和斷層錯(cuò)動(dòng)記錄或從過(guò)去的強(qiáng)震震中沿?cái)鄬臃植既〉闷浠顒?dòng)標(biāo)志。但即使在我國(guó)這樣—個(gè)歷史悠久的國(guó)家，地震歷史記錄也不過(guò)只有3000a左右，儀器確切測(cè)定震中更是最近幾十年來(lái)才實(shí)現(xiàn)的。所以判定斷層活動(dòng)性主要還是要依靠地質(zhì)標(biāo)志，即斷層近期活動(dòng)在最新沉積層中、在斷層物質(zhì)中或在地形地貌上留下來(lái)的證據(jù)。通過(guò)這些證據(jù)的詳細(xì)研究，可以判定斷層是否活動(dòng)，其活動(dòng)方式和規(guī)模及是否伴有地震。通過(guò)多種絕對(duì)年齡測(cè)定，還可判定斷層的活動(dòng)時(shí)間、速率及重復(fù)活動(dòng)的時(shí)間間隔或重復(fù)活動(dòng)周期。對(duì)活斷層進(jìn)行工程地質(zhì)研究的重要意義有以下兩個(gè)方面。其一是斷層的地面錯(cuò)動(dòng)及其附近的伴生的地面變形，往往會(huì)直接損害跨斷層修建或建于其鄰近的建筑物。其次是活斷層多伴有地震，而強(qiáng)烈地震又會(huì)使建于活斷層附近的較大范圍內(nèi)的建筑物受到損害。

活斷層錯(cuò)動(dòng)直接損害建筑物的例子迄今為止為數(shù)不多。在我國(guó)則有1976年唐山地震時(shí)的長(zhǎng)達(dá)8km的地表錯(cuò)斷。它呈北30°東方向由市區(qū)通過(guò)，最大水平錯(cuò)距3m，垂直斷距0.7一lm，錯(cuò)開了道路、圍墻、房屋、水泥地面等一切地面建筑物。寧夏石咀山紅果果子溝一帶的活活斷層，也將明明代(約400a前)長(zhǎng)城邊邊墻水平錯(cuò)開1.45m(右右旋)，且西升升東降垂直斷距距約0.9m。。日本神戶附近近的六甲地區(qū)活活斷層對(duì)建筑物物的影響也是一一個(gè)較好例子。。津田調(diào)查了六甲甲山南側(cè)平原和和階地上建筑物物出現(xiàn)裂縫的情情況，并以統(tǒng)計(jì)計(jì)法編制了受損損害建筑物等密密線圖。圖上的的高密度延伸線線恰好與六甲山山麓發(fā)育的幾條條活斷層的延長(zhǎng)長(zhǎng)線一致，表明明建筑物的損壞壞與斷層活動(dòng)有有關(guān)。美國(guó)被活活斷層錯(cuò)開的建建筑物沿活斷層產(chǎn)生粘粘滑或其鎖固點(diǎn)點(diǎn)、端點(diǎn)破裂而而發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，則則積蓄的彈性應(yīng)應(yīng)變能的釋放就就造成地震。所以預(yù)測(cè)地震危危險(xiǎn)性或水庫(kù)誘誘發(fā)地震的可能能性都需要首先先研究活斷層，，判定其活動(dòng)時(shí)代，錯(cuò)動(dòng)動(dòng)速率、重復(fù)活活動(dòng)的證據(jù)和重重現(xiàn)周期。正是由于地震預(yù)預(yù)報(bào)的廣泛研究究，促使地震地地質(zhì)迅速發(fā)展，，而地震地質(zhì)工工作的首要任務(wù)務(wù)是鑒別是否存存在能“發(fā)震””的活斷層。近近30a內(nèi)對(duì)活活斷層的研究取取得較大進(jìn)展。。世界各地都鑒鑒別出了一些活活斷層，并逐步步積累了其活動(dòng)動(dòng)特性和錯(cuò)動(dòng)規(guī)規(guī)模的大量實(shí)際際資料。有些國(guó)國(guó)家還編制和出出版了近期活動(dòng)動(dòng)斷層圖，對(duì)活活斷層的調(diào)查、、判定，監(jiān)測(cè)方方法也取得了不不少經(jīng)驗(yàn)。風(fēng)火山隧道北部部斷裂切割表層層第四系和公路路的裂縫延伸特特征（鏡向西））風(fēng)火山隧道北部部斷裂切割表層層第四系和公路路的裂縫延伸特特征（鏡向西））風(fēng)火山隧道北部部斷裂切割表層層第四系的裂縫延伸特征征（鏡向西）裂裂縫最大寬度度5－10mm，延伸長(zhǎng)度200m昆侖山口斷裂帶帶斷層的現(xiàn)今活動(dòng)動(dòng)在地表的顯示F2-2鏡向NW4.2活斷斷層的特性活斷層的特性包包括活斷層的類類型和活動(dòng)方式式，活斷層的規(guī)規(guī)模，活斷層的的錯(cuò)動(dòng)速率及其其分級(jí)，活斷層層的重復(fù)活動(dòng)周周期，以及作為為活斷層活動(dòng)記記錄的古地震事事件等。4.2.1活活斷層的類型型和活動(dòng)方式按構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)態(tài)及兩盤相對(duì)位位移的性質(zhì)，可可將活斷層劃分分為地質(zhì)上熟悉悉的三種類型，，即：走向滑動(dòng)或平移移斷層，逆斷層和正斷層層。其中以走向滑滑動(dòng)型最為常見見。三類活斷層層由于幾何特征征和運(yùn)動(dòng)特性不不同，所以它們們對(duì)工程場(chǎng)地的的影響也各異。。4.2.1.1走向滑動(dòng)動(dòng)或平移斷層最大最小主應(yīng)力力近于水平，所所以兩者之間的的最大剪應(yīng)力面面，亦即此類斷斷層的斷層面，，近于直立，因因之其地表出露露線也就最為平平直；常表現(xiàn)為為極窄的直線形形斷崖。主要是是斷層面兩側(cè)相相對(duì)的水平運(yùn)動(dòng)動(dòng)，相對(duì)的垂直直升降很小。河河流最易于沿這這種斷層發(fā)育，，水工建筑物也也就最易于受到到這種活斷層的的威脅。如斷層層與壩軸線小角角度斜交，由于于斷層錯(cuò)動(dòng)而造造成的心墻拉開開寬度可以相當(dāng)當(dāng)大(圖4—4)。有名的走走向滑動(dòng)型活斷斷層有美國(guó)加州州的圣安德烈斯斯斷層系。土耳其安納托利利亞斷層系，新新西蘭的阿爾卑卑斯斷層系等。。幾個(gè)被活斷層層錯(cuò)開的土壩，，運(yùn)河主要是被被這類活斷層所所錯(cuò)開的。我國(guó)國(guó)的活斷層也以以走向滑動(dòng)型為為最多，特別是是西南和西北，，有些走滑型活活斷層規(guī)模非常常巨大；例如塔塔里木斷塊南的的阿爾金山斷裂裂，青藏?cái)鄩K內(nèi)內(nèi)部的鮮水河斷斷裂，川滇斷塊塊西界的紅河斷斷裂都是我國(guó)西西部長(zhǎng)達(dá)數(shù)百到到數(shù)千公里的活活動(dòng)著的走滑斷斷裂。這些斷層層的水平錯(cuò)動(dòng)往往往在地形上留留下明顯跡象，，尤以對(duì)水系的的錯(cuò)動(dòng)改造最為為明顯4.2.1.2逆逆斷層最大主應(yīng)應(yīng)力近于于水平，，最小主主應(yīng)力近近于垂直直。走向向垂直于于最大主主應(yīng)力的的斷層面面與水平平面夾角角一般小小于45°，往往為為20-40°，且由于于位移是是水平擠擠壓形成成的，斷斷層面兩兩側(cè)的點(diǎn)點(diǎn)之間的的距離總總是由于于位移而而縮短。。上盤除除上升外外還產(chǎn)生生地面變變形，往往往伴以以多個(gè)分分支或次次級(jí)斷層層的錯(cuò)動(dòng)動(dòng)(圖4-6)。如1971年美國(guó)國(guó)圣費(fèi)爾爾南多地地震時(shí)使使圣費(fèi)爾爾南多斷斷層(逆逆斷層)產(chǎn)生逆逆沖錯(cuò)動(dòng)動(dòng)。下降降盤無(wú)地地表變形形及破裂裂，上升升盤抬升升近2m以上，，并有強(qiáng)強(qiáng)烈變形形，許多多小的次次級(jí)斷層層主要集集中在距距主斷面面1km之內(nèi)，，但距主主斷面2.5km尚有有一條產(chǎn)產(chǎn)生150mm相對(duì)位位移的次次級(jí)斷層層。逆斷斷層的斷斷層線往往往是波波狀彎曲曲的，斷斷層帶也也較平移移斷層寬寬得多，，由于上上升盤隆隆起和倒倒懸的斷斷層崖易易產(chǎn)生滑滑坡，所所以逆斷斷層的確確切位置置最難于于確定和和預(yù)測(cè)。。世界上上很多大大的山系系以逆斷斷層為其其邊界，，如喜馬馬拉雅山山、安第第斯山等等，世界界上許多多大的地地震都是是伴隨板板塊俯沖沖帶或大大陸碰撞撞帶的逆逆斷層錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生生的。這這類逆斷斷層有時(shí)時(shí)地表變變形范圍圍很大，，如1964年年阿拉斯斯加地震震，200000km2范圍內(nèi)變變形最大大垂直上上升達(dá)12m。。在我國(guó)逆逆沖型活活斷層主主要發(fā)育育于西部部地區(qū)。。受印度度板塊年年速率約約6cm的NNE向俯俯沖的推推擠，自自南而北北有喜馬馬拉雅山山南麓逆逆沖推覆覆斷層，，天山南南側(cè)，天天山北側(cè)側(cè)逆沖推推覆斷層層等幾個(gè)個(gè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)數(shù)百公里里走向近近東西的的逆沖型型活斷層層，青藏藏?cái)鄩K東東界的北北段，則則有走向向北東的的龍門山山逆掩推推覆斷層層；所有有這些斷斷層都是是活動(dòng)性性強(qiáng)烈的的發(fā)震斷斷層。4.2.1.3正正斷層最大主應(yīng)應(yīng)力近于于垂直最最小主應(yīng)應(yīng)力近于于水平。。走向垂垂直于最最小主應(yīng)應(yīng)力且與與最大主主應(yīng)力呈呈銳角的的斷層面面與水平平面夾角角大于45°，一般為為60一一80°。在錯(cuò)動(dòng)動(dòng)過(guò)程中中，垂直直斷面走走向的水水平方向向有所伸伸長(zhǎng)。伴伴隨這類類斷層活活動(dòng)的變變形(下下沉)和和分支斷斷層錯(cuò)動(dòng)動(dòng)，主要要集中于于下降盤盤(圖4-7)。與河河谷平行行斷面傾傾斜的正正斷層，，可以使使攔河壩壩產(chǎn)生比比其它形形式斷層層運(yùn)動(dòng)更更寬的初初始裂縫縫(圖4-8)。一般般說(shuō)來(lái)，，這類斷斷層的可可識(shí)別程程度介于于走滑斷斷層和逆逆斷層之之間，其其影響帶帶寬度和和對(duì)工程程的危害害程度也也介于兩兩者之間間。地殼上承承受水平平張應(yīng)力力的地帶帶主要沿沿大洋中中脊分布布。大陸上以以現(xiàn)代活活動(dòng)正斷斷層為主主的地帶帶有東非非斷裂谷谷，美國(guó)國(guó)的盆地地與山脈脈區(qū)(內(nèi)內(nèi)華達(dá)、、猶他及及其附近近地帶)，歐洲洲萊茵地地塹系，，蘇聯(lián)貝貝加爾湖湖地塹等等。我國(guó)國(guó)東部大大陸邊緣緣活動(dòng)帶帶的擴(kuò)展展與沉陷陷，在華華北平原原、渤海海灣與松松遼平原原形成了了一系列列地塹系系或裂谷谷系。地地塹邊緣緣的張性性正斷層層是東部部地區(qū)活活斷層中中的主要要類型。。鄂爾多多斯地塊塊周圍也也有銀川川地塹、、河套地地塹和汾汾渭地塹塹系等一一系列地地塹盆地地。地塹塹盆地中中新生代代沉積層層厚有的的達(dá)數(shù)百百至千米米(汾渭渭地塹系系)，有的達(dá)幾幾千米(華北平平原地塹塹系)有有的達(dá)12000m(渤海灣灣中的渤渤中拗陷陷)，這這表明這這些斷裂裂的新生生代適動(dòng)動(dòng)以正斷斷運(yùn)動(dòng)為為主，另另一方面面，沿這這些斷裂裂帶的地地震震源源機(jī)制，，地震斷斷層以及及地震前前后的形形變測(cè)量量又都表表明這些些斷層都都有很大大的水平平分量，，表明其其現(xiàn)代活活動(dòng)性與與典型張張性構(gòu)造造區(qū)和典典型的內(nèi)內(nèi)陸裂谷谷帶有所所不同。。上述三種種活斷層層的位移移矢量都都分別是是單純走走滑或傾傾滑，其其產(chǎn)生的的應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)是三個(gè)個(gè)主應(yīng)力力方向中中的兩個(gè)個(gè)是水平平的而另另一個(gè)是是垂直的的。實(shí)際際應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)往往是是復(fù)雜的的，三個(gè)個(gè)主應(yīng)力力方向既既不完全全水平也也不完全全垂直，，而是由由不同的的水平和和垂直分分量所合合成。因因之，斷斷層的位位移矢量量也多由由不同的的傾滑、、走滑分分量所合合成。而而活斷層層的類型型也就可可以是左左(或右右)旋走走滑逆沖沖斷層或或左(或或右)旋旋走滑正正斷層等等多種形形式。斷層活動(dòng)動(dòng)受區(qū)域域構(gòu)造應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)所所支配。。內(nèi)陸活活斷層是是地塊間間相互運(yùn)運(yùn)動(dòng)調(diào)整整的樞紐紐。由于這些些地塊是是相互鑲鑲嵌的而而且它們們的結(jié)構(gòu)構(gòu)及受力力狀況不不均一，，地塊間間的相對(duì)對(duì)擠壓、、拉張和和剪切錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)就構(gòu)構(gòu)成了這這些大小小地塊和和斷塊之之間的斷斷層活動(dòng)動(dòng)，呈現(xiàn)現(xiàn)出相當(dāng)當(dāng)復(fù)雜的的情況。。除了這這些活動(dòng)動(dòng)斷裂的的不同段段落有不不同的活活動(dòng)方式式，由于于它們相相互間的的聯(lián)系，，構(gòu)成網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀，，各斷層層的活動(dòng)動(dòng)往往不不是孤立立的，而而是相互互牽制、、相互調(diào)調(diào)整和相相互轉(zhuǎn)換換的。一一條活斷斷層的終終端點(diǎn)是是要以各各方式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為另另一種形形式的活活動(dòng)，以以調(diào)整地地塊運(yùn)動(dòng)動(dòng)所造成成的地殼殼拉張，，縮短和和扭曲。。研究活活動(dòng)斷層層相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的狀狀況，對(duì)對(duì)了解現(xiàn)現(xiàn)代構(gòu)造造應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)、認(rèn)識(shí)識(shí)地震活活動(dòng)規(guī)律律有重要要的意義義。按斷裂的的主次關(guān)關(guān)系又可可將活斷斷層分為為主斷層層(mainfault)，分支支斷層(branch，fault)和次次級(jí)斷層層(secondaryfault)。。次級(jí)斷斷層從平平面上看看來(lái)與主主斷層無(wú)無(wú)關(guān)，實(shí)實(shí)際上在在剖面上上它仍屬屬主斷層層的分支支，對(duì)于于逆斷層層來(lái)說(shuō)主主要產(chǎn)生生在上升升盤，而而對(duì)于正正斷層來(lái)來(lái)說(shuō)則主主要產(chǎn)生生在下降降盤(參參見圖4-6和和圖4-7)，，而走向向滑動(dòng)斷斷層則很很少有次次級(jí)斷層層伴生。。斷層類型型不同由由主斷層層中線到到分支和和次級(jí)斷斷層帶外外緣的寬寬度也各各不相同同。走向向錯(cuò)動(dòng)斷斷層為最最窄，逆逆斷層為為最寬。。根據(jù)已已有地表表錯(cuò)斷的的實(shí)際觀觀測(cè)資料料，各帶帶的寬度度如表4-1。。活斷層活活動(dòng)的兩兩種基本本方式是是粘滑與穩(wěn)穩(wěn)滑。粘滑錯(cuò)動(dòng)是間間斷性突突然性發(fā)發(fā)生的。。在一定定時(shí)間段段內(nèi)斷層層的兩盤盤就如同同粘在一一起(鎖鎖固起來(lái)來(lái))，不不產(chǎn)生或或僅有極極其微弱弱的相互互錯(cuò)動(dòng)，，一旦應(yīng)應(yīng)力達(dá)到到鎖固段段的強(qiáng)度度極限，，較大幅幅度的相相互錯(cuò)動(dòng)動(dòng)就在瞬瞬時(shí)之內(nèi)內(nèi)突然發(fā)發(fā)生，鎖鎖固期間間積蓄起起來(lái)的彈彈性應(yīng)變變能也就就突然釋釋放出來(lái)來(lái)而發(fā)生生較強(qiáng)地地震。這這種瞬間間發(fā)生的的強(qiáng)烈錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)間斷斷的，周周期性的的發(fā)生，，沿這種種斷層就就有周期期性的地地震活動(dòng)動(dòng)。穩(wěn)（蠕)滑的錯(cuò)動(dòng)是持續(xù)地平平穩(wěn)地發(fā)生的。由由于斷層兩盤巖體體強(qiáng)度低，或由于于斷層帶內(nèi)有軟弱弱充填物或有高孔孔隙水壓力，在受受力過(guò)程中就會(huì)持續(xù)不斷的相互互錯(cuò)動(dòng)而不能鎖固固以積蓄應(yīng)變能，，這種方式活動(dòng)的的斷層僅伴有小震震或無(wú)地震活動(dòng)。。有些斷層則兼有有粘滑與蠕滑。這這三種方式的錯(cuò)動(dòng)動(dòng)位移隨時(shí)間的變變化如圖4-9所所示。近年來(lái)，一些研究究者注意到了粘滑滑型斷層在大震前前后一段時(shí)間內(nèi)在在震源區(qū)及其外圍圍的蠕滑現(xiàn)象。1976年唐山地地震前后的一些宏宏觀現(xiàn)象，如井壁壁坍塌變形，沿八八寶山斷層地下水水位的變化、河北北省中部的井噴現(xiàn)現(xiàn)象等，都可能與與深部斷層的蠕動(dòng)動(dòng)有關(guān)。據(jù)唐山地地震區(qū)地形變資料料反演求得的震中中區(qū)8km-6km的地帶內(nèi)，于于1969-1975年發(fā)生了走走滑錯(cuò)距為104cm的無(wú)震蠕滑滑、走向和傾向滑滑動(dòng)的平均速率分分別達(dá)18.6cm/a和1.4cm／a。我國(guó)大陸內(nèi)部還有有一種特殊的反映映斷裂蠕動(dòng)的構(gòu)造造形式：因地殼塊塊體或斷裂帶蠕動(dòng)動(dòng)，導(dǎo)致在地面產(chǎn)產(chǎn)生一系列微型破破裂構(gòu)造，一般稱稱為地裂縫(groundfissure)或或“地裂”現(xiàn)象。。典型代表有西安安地裂縫。當(dāng)然地地面裂縫有多種成成因，外生的地裂裂分布是比較廣泛泛的。但上述的地地裂現(xiàn)象不受地貌貌、土質(zhì)和水文條條件影響而廣泛分分布在大范圍內(nèi)，，與區(qū)域構(gòu)造方向向和區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方方向協(xié)調(diào)，表現(xiàn)出出有統(tǒng)一的受力方方向，反映出它們們可能是一種大范范圍構(gòu)造活動(dòng)或深深部斷裂的蠕動(dòng)而而引起的地表蠕裂裂現(xiàn)象。西安地裂縫就被認(rèn)認(rèn)為是由于渭河斷斷陷南側(cè)的長(zhǎng)安臨臨潼斷裂的張性蠕蠕動(dòng)，為厚達(dá)一千千余米的第四紀(jì)土土層提供了潛在臨臨空面，在自重應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)作用下產(chǎn)生生了側(cè)向擴(kuò)展(gravitationallateralspreading)而形成的的；4.2.2活活斷層的長(zhǎng)度和斷斷距活斷層的長(zhǎng)度和斷斷距是表征活斷層層規(guī)模的重要數(shù)據(jù)據(jù)，通常用強(qiáng)震導(dǎo)導(dǎo)致的地面破裂(地震斷層或地表表錯(cuò)斷)的長(zhǎng)度(L)和伴隨地震震產(chǎn)生的一次突然然錯(cuò)斷的最大位移移值(D)表示。。通過(guò)對(duì)地表錯(cuò)斷斷的研究，可以了了解地震破裂的方方式和過(guò)程，判定定地震斷層動(dòng)力學(xué)學(xué)特征，又可了解解地震時(shí)的地面效效應(yīng)，判定地震危危險(xiǎn)性和震害程度度，為在活斷層區(qū)區(qū)修建建筑物的抗抗震設(shè)計(jì)提供參數(shù)數(shù)。所以近年來(lái)世世界各地都對(duì)地表表錯(cuò)斷進(jìn)行了廣泛泛的研究。近年來(lái)來(lái)，我國(guó)地震部門門也對(duì)全國(guó)40余余條地震地表錯(cuò)斷斷進(jìn)行了研究(圖圖4一11)。斷層名稱地震名稱地震時(shí)間震級(jí)地表錯(cuò)斷距離（cm)地表錯(cuò)斷長(zhǎng)度（km)水平垂直蒙古博格多斷層戈壁—拉爾秦地震1957.10.288.0885左旋（1000-1200*）±300272日本根尾谷斷層卿村斷層山田斷層丹那斷層鹿野斷層吉岡斷層三和斷層濃尾地震北丹后地震北丹后地震北丹后地震鳥取地震鳥取地震三河地震981.10.28927.3.71927.3.71930.11.261943.9.101943.9.101945.1.138.47.57.57.07.47.47.1200左旋270左旋80右旋300左旋150左旋90右旋1506008070±200805020090187358459.0美國(guó)加州圣安德烈斯斷層加州英佩里爾谷斷層內(nèi)華達(dá)州費(fèi)爾維蜂斷層阿拉斯加費(fèi)爾維塞爾斷層蒙大拿州赫布根斷層加州圣安德烈斯斷層加州英佩里爾谷斷層舊金山地震英佩里爾谷斷層費(fèi)爾維蜂斷層費(fèi)爾維塞爾斷層赫布根湖地震帕克費(fèi)爾德地震1906.4194.05.181954.12.1619581959.8.181966.6.271966.38.37.17.18.07.15.53.6640右旋580右旋420右旋645右旋—17.4右旋1.5右旋590120360（正斷）180550正斷4.84356457.6175-200263710新西蘭阿瓦特雷斷層懷拉拉帕斷層懷特克里克斷層羅托克胡斷層南島Buller地震198418551926.6.1719687.8610右旋1220右旋215左旋200右旋30275455909614432土爾其安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶安納托里亞斷層帶埃津兼地震埃爾巴地震博盧—格雷德地震葉尼斯地震木都爾努地震木臘迪耶地震格韋地震托西亞地震1939.12.261942.12.201944.2.11953.3.181967.7.221976.11.241957.5.261943.11.267.97.07.27.47.27.67.17.2420右旋200右旋360右旋430右旋230右旋380右旋160右旋150右旋1505010001803505019060805540265表4—2國(guó)國(guó)外一些地震斷斷層的地表錯(cuò)斷歷歷史記錄研究表明，地震地地表錯(cuò)斷長(zhǎng)度自<1km至數(shù)百公公里，最大位移自自幾十厘米至十余余米(表4－2、、表4－3)。一一般說(shuō)來(lái)地震震級(jí)級(jí)愈大，震源深度度愈淺，則地表錯(cuò)錯(cuò)斷就愈長(zhǎng)。大于于7.5級(jí)的淺源源地震均伴有地表表錯(cuò)斷，而小于5.5級(jí)的地震則則除個(gè)別特例外均均無(wú)地表錯(cuò)斷。同同樣震級(jí)的地震則則由于震源深度不不同或鎖固段巖體體強(qiáng)度不同而地表表斷裂的長(zhǎng)度各不不相同。一般認(rèn)為為，地面上產(chǎn)生的的最長(zhǎng)地震地表斷斷裂，可以代表地地震震源斷層的長(zhǎng)長(zhǎng)度。而地震震源源斷層長(zhǎng)度與震級(jí)級(jí)大小是正相關(guān)的的。所以各國(guó)學(xué)者者又開展了地震震震級(jí)與地表破裂長(zhǎng)長(zhǎng)度及地表斷層位位移的統(tǒng)計(jì)關(guān)系分分析，力圖建立它它們之間的相關(guān)關(guān)關(guān)系式，以便據(jù)已已知斷裂估計(jì)可能能地震震級(jí)，或者據(jù)已知震級(jí)估估計(jì)工程場(chǎng)地可能能出現(xiàn)的位錯(cuò)的大大我國(guó)已有的這類關(guān)系式式有：M=1.19lgL+5.25L=0.56M-2.25日本松田時(shí)彥得出出的關(guān)系式為：M=（1/0.6）lgL+4.85lgD=0.55M-3.71博泥拉通過(guò)統(tǒng)計(jì)、、回歸分析，獲得得如下關(guān)系式：Ms(L)=6.04+0.708lgL4．2．3活活斷層的錯(cuò)動(dòng)速率率和重復(fù)錯(cuò)動(dòng)周期期活斷層的錯(cuò)動(dòng)速率率是反映活斷層活活動(dòng)強(qiáng)弱、斷層所所在地區(qū)應(yīng)變速率率大小的重要數(shù)據(jù)據(jù)。如前所述，活活斷層的活動(dòng)方式式以粘滑為主，往往往是間斷性地產(chǎn)產(chǎn)生突然錯(cuò)斷，所所以錯(cuò)動(dòng)速率以一一定時(shí)間段內(nèi)的平平均錯(cuò)動(dòng)速率表示示。斷層的錯(cuò)動(dòng)速速率愈大，兩次突突然錯(cuò)斷之間的時(shí)時(shí)間間隔，亦即其其重復(fù)錯(cuò)動(dòng)周期，，也就愈短。突然然錯(cuò)動(dòng)事件總是伴伴有地震，所以重重復(fù)錯(cuò)動(dòng)周期也就就是地震重現(xiàn)周期期(earthquakerecurrentinterval)。錯(cuò)動(dòng)速速率和地震重現(xiàn)周周期是長(zhǎng)期地震預(yù)預(yù)報(bào)的重要數(shù)據(jù)。。近十年來(lái)在這方面面的研究取得了突突破性進(jìn)展，為定定量估計(jì)一些主要要活斷層的地震危危險(xiǎn)性奠定了堅(jiān)實(shí)實(shí)的基礎(chǔ)。世界范圍的活斷層層研究表明，活斷斷層的錯(cuò)動(dòng)速率很很小，一般為每年年不足1毫米到幾幾毫米，最強(qiáng)的也也僅有每年幾十毫毫米。板塊邊緣斷斷層最強(qiáng)，一般為為幾cm／a，如如美國(guó)加州圣安德德烈斯斷層帶最大大速率為5cm/a。我國(guó)的活斷斷層一般均為板塊塊內(nèi)部斷層，活動(dòng)動(dòng)速率要小得多。。研究表明，我國(guó)國(guó)活斷層錯(cuò)動(dòng)速率率大小具有明顯的的區(qū)域性。大致以以東經(jīng)105度為為界，東部與西部部不同，東部華北北與華南又不同。。自上新世晚期以來(lái)來(lái)的位移總量，在在西部為數(shù)公里至至二十公里，在東東部則為數(shù)十米至至數(shù)千米。東部的的錯(cuò)動(dòng)速率華北為為每年不足1mm到數(shù)毫米(鄂爾爾多斯周邊)，華華南、東北則一般般小于0．1mm。西部錯(cuò)動(dòng)速率率則達(dá)每年數(shù)毫米米至lOmm以上上。我國(guó)主要活斷斷層錯(cuò)動(dòng)速率分布布如圖4—16所所示。我國(guó)一些主主要活斷層的錯(cuò)動(dòng)動(dòng)速率見表4—4。根據(jù)斷層的錯(cuò)動(dòng)速速率，可以將活斷斷層分為活動(dòng)強(qiáng)烈烈程度不等的級(jí)別別。日本分為如表表4—5所示的五五級(jí)，我國(guó)則分為為如表4—6所示示的四個(gè)級(jí)。斷層位置斷層名稱長(zhǎng)度km走向時(shí)代活動(dòng)方式錯(cuò)動(dòng)速率切割深度

地震活動(dòng)M6—6.9M7—7.9M>8東北海城斷裂金州斷裂70200NWWNEQQSNor1.00.1—1.0MM****華北平原高麗營(yíng)黃莊斷裂順義斷裂唐山斷裂滄東斷裂祈沐斷裂10010050350330NENENENNENNEQN—QQQQNorNorTSNorS0.130.10.10.021—2MCMCM*****汾河地塹系大同口泉斷裂天鎮(zhèn)陽(yáng)高斷裂太谷山前斷裂運(yùn)城盆地韓城蘭田斷裂渭河大斷裂18583123142200380NENEENENENEEWQQQQQQ3-Q4SSNorNorNorNor0.10.0480.0860.1172.5（0.6+）1.0MMMMMM**********銀川地塹銀川平羅斷裂賀蘭山斷裂70120NNENNEQ4Q4NorNor2.00.9—1.3CC****河套地塹大青山前緣斷裂鄂爾多斯斷裂160300EWEWQ4Q3-Q4NorNor1.30.7*新疆富蘊(yùn)斷裂180NNWQ4S（右）4—12*青藏高原周邊阿爾金山斷裂昌馬斷裂香山—天景山裂海源斷裂鮮水河斷裂安寧河斷裂則木河斷裂小江斷裂紅河斷裂1600120200237360350140300NEENWWNWWNWWNWSNNNWNNE-SNNNWQN-QQ4QQQ

QQS（左）S（左）+TS（左）S（左）S（左）S（左）+TS（左）+TS（左）S（右）5—74.5-6.5（H）1-1.4（V）1.76—3.36—107.55.7（南）1.0（北）4.96.4—7.08MMCMMMCM*************表4—4中中國(guó)主要活斷層層錯(cuò)動(dòng)速率注:上表中Nor正斷;T逆滑;S走滑;()左右表示示左旋或右旋;M超殼;C殼斷裂;*代表一次地震活活動(dòng)活斷層的錯(cuò)動(dòng)速率率多以地質(zhì)地貌分分析法和沿(跨)斷層重復(fù)測(cè)量或或儀器監(jiān)測(cè)來(lái)測(cè)定定（甚長(zhǎng)基線測(cè)量量，三角測(cè)量和GPS等）。對(duì)話話斷層的蠕滑段，，可采用跨斷層精精密測(cè)量或伸縮儀儀定點(diǎn)儀器觀測(cè)確確定其錯(cuò)動(dòng)速率。。而對(duì)于粘滑段，，這樣測(cè)得的年錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)速率儀是平均均年錯(cuò)動(dòng)速率的一一小部分，即蠕沿沿成分的速率。而而平均錯(cuò)動(dòng)速率的的主要部分則來(lái)自自間斷發(fā)生的突然然錯(cuò)動(dòng)事件，這種種突然錯(cuò)動(dòng)事件也也就是古地震事件件。這類事件總是是要留下地質(zhì)的或或地貌的證據(jù)，通通過(guò)地質(zhì)地貌分析析，判定事件的次次數(shù)、累積錯(cuò)動(dòng)距距、各事件的絕對(duì)對(duì)年齡，就可求出出平均錯(cuò)動(dòng)速率和和重復(fù)錯(cuò)動(dòng)周期.古地震事件的地貌貌證據(jù)最為直觀，，如斷層以走滑為為主則有：斷錯(cuò)沖沖溝、溪流、階地地、沖積扇和山脊脊。如以傾滑為主主或有較大的傾滑滑分量，則形成斷斷層陡坎和斷層三三角面(triangularfacet)。。沿陡峻斷層陡崖崖往往形成滑坡群群。溪溝錯(cuò)斷或正正斷層下陷，往往往形成斷塞塘或下下陷塘(sagpond)。1932年甘肅昌昌馬7.5級(jí)地震震就留下了很多的的斷錯(cuò)地貌證據(jù)(圖4-17)如斷層活動(dòng)以傾滑滑為主，形成相當(dāng)當(dāng)陡的斷層崖。后后期重力崩塌和流流水侵蝕將此陡陡斜面改造為緩的的侵蝕面，陡坎頂頂部的坡折點(diǎn)將會(huì)會(huì)不斷后退，經(jīng)過(guò)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，，演化為接近休止止角的穩(wěn)定緩坡，，剖面線也趨近于于圓滑曲線。如果果突然錯(cuò)斷事件沿沿同一斷層面間斷斷地發(fā)生多次，則則陡坎的演化就會(huì)會(huì)有如圖4—20所示的復(fù)雜過(guò)程程。圖中表示出沿沿?cái)鄬用嬖l(fā)生過(guò)過(guò)三次錯(cuò)斷事件，，先后形成F1、F2、F3三個(gè)陡傾錯(cuò)斷面。。經(jīng)重力及流水改改造形成E1、E2兩個(gè)穩(wěn)定侵侵蝕面和F`3一個(gè)尚未達(dá)到穩(wěn)定定的自由面。斷層陡崖的下盤則則形成一個(gè)平緩的的堆積斜坡，在斷斷層陡崖崖腳先后后形成D1，D2，D3三個(gè)崩積楔，將斷斷層陡崖下部掩埋埋起來(lái)。在這種情情況下計(jì)算每次錯(cuò)錯(cuò)斷的位移位并測(cè)測(cè)定平均錯(cuò)動(dòng)速率率，需要地貌與地地質(zhì)證據(jù)并用，開開挖探槽至最早的的崩積楔D1底部，求得D1底面與斷層面交點(diǎn)點(diǎn)P1，延長(zhǎng)Ou線使之與斷層面上上延線相交求得交交點(diǎn)P2。則P1P2即為三次錯(cuò)斷的累累積錯(cuò)距。如求得得三個(gè)崩積楔的絕絕對(duì)年齡值．再將將F1、F2、F3值分別求出，就可可以求出平均錯(cuò)動(dòng)動(dòng)速率及地震事件件的重復(fù)間隔。R．C.Buckman(1979)等研究美美國(guó)內(nèi)華達(dá)地區(qū)斷斷層時(shí)發(fā)現(xiàn)，斷層層崖的主坡角(如如圖4-20的F3`，E2、E1)與其年齡呈呈負(fù)對(duì)數(shù)相關(guān)，其其統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式為為：θ＝-8.5lgT+52.5(4-5)其中：θ為斷層層崖侵蝕面坡角(度)；T為斷層層崖的年齡(年)。用此式計(jì)算得得出昌馬斷裂于昌昌馬地震之前形成成的兩級(jí)斷層崖的的年齡分別為：最最早一次錯(cuò)斷形成成的最高一級(jí)斷崖崖為距今10847a，第二級(jí)斷斷崖則距今1968a(見圖4——17，G)。古地震震動(dòng)效應(yīng)主主要是近代沉積層層中保存的噴砂活活動(dòng)跡象。這種現(xiàn)現(xiàn)象在我國(guó)最早發(fā)發(fā)現(xiàn)子寧夏中寧，，最近根據(jù)探槽揭揭露的噴砂活動(dòng)判判定了京、津、唐唐地區(qū)距今4000a和1000a的兩次次大地震事件(圖圖4—24、25、26）。一次次事件發(fā)生在絕對(duì)對(duì)年齡為3999±90a的q層之前前，一次則發(fā)生于于年齡為1690±90a的q層之后后，絕對(duì)年齡為103060a的的r層沉積之前。。由此可判定古地地震重現(xiàn)間隔約為為3000a。。表4-9我我國(guó)一些主要活活斷裂古地震事件件和強(qiáng)震重復(fù)間隔隔活動(dòng)斷裂名稱活斷形狀最近一次強(qiáng)震時(shí)間與震級(jí)古地震事件期次距今年代強(qiáng)震重復(fù)間隔（a）最近兩次歷次平均備注阿爾金山斷裂（東段）左旋逆走滑a38450±1859b24530±2590c20675±1142d18580±300e12120±160>3000邢成啟1988昌馬斷裂左旋走滑逆沖1932.12.15M=7.5a5100±340b3100±28030402500侯珍清1985海原斷裂左旋逆走滑1920.12.16M=8.5a9360b7380±103c6300±70d3680±60～36002325劉百汪一鵬1985富蘊(yùn)斷裂右旋走滑1930.8.10M=8.0a全新世早期b7000～8000c3000d830±30e230f105±3.馮先岳1985寧夏香山天景山斷裂東段

1709M=7.551004800汪一鵬1990西段a22090b17240c12960d?全新世5100鮮水河斷裂左旋逆走滑1973.2.6M=7.6a8910±270b7430±240b5150±170d4110±180c3830±180f3270±160d2820±160h2100±150200—300李天詔（1986）趙翔（1984）安寧河斷裂（北段）左旋逆走滑a?缺年齡b3736±102c2790±150d1957±150e920±80940錢洪等1989則木河斷裂左旋逆走滑a5615±115b缺年齡值c745±85678885—1275任金衛(wèi)活動(dòng)斷裂名稱活斷形狀最近一次強(qiáng)震時(shí)間與震級(jí)古地震事件期次距今年代強(qiáng)震重復(fù)間隔（a）備注最近兩次歷次平均小江斷裂（西支）右旋走滑1883M=8a4162±105b3210±210c缺年齡值d2823±75900陣眸李坪19851988紅河斷裂右旋走滑全新世期間至少發(fā)生四次強(qiáng)震事件最大值約為2000aC.Allen.K.E.Sieh,韓源等賀蘭山山前斷裂右旋走滑正斷層1739.1.3M=8a>8000b4760c2720d2472473>2000廖玉華1986渭河斷裂右旋走滑正斷層1556.1.23M=8a20001570李永善等1982唐山豐南斷裂右旋走滑正斷層1976.7.28M=7.8a1486b7665±105～76007400王挺梅1984焱廬斷裂右旋逆走滑1668.7.25M=8.5a11000b7400c3500d320～32003500高維明等1988續(xù)表另外一種計(jì)算地震震重復(fù)周期的原理理為重復(fù)周期(R)與斷裂平均錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)速度(S)成成反比，而與一次次強(qiáng)震產(chǎn)生的位錯(cuò)錯(cuò)量(D)成正比比，即：Rx=D/S(4—6)上式適用于構(gòu)造應(yīng)應(yīng)變僅由突發(fā)性彈彈性位錯(cuò)所釋放，，即斷層錯(cuò)動(dòng)僅為為粘滑形式。如果果構(gòu)造應(yīng)變的釋放放是粘滑、蠕滑滑兼而有之，則大大地震事件的重現(xiàn)現(xiàn)周期為：Rx＝D/(D一C)(4—7)式中C為平均年蠕蠕滑速率。4．3活斷層層活動(dòng)的時(shí)空不均均勻性活斷層在全新世期期間的活動(dòng)在全世世界范圍內(nèi)都表現(xiàn)現(xiàn)出明顯的時(shí)空不不均勻性。在時(shí)間上的不均勻勻性主要表現(xiàn)在活活動(dòng)強(qiáng)度隨時(shí)間有有較大的變化，一時(shí)活動(dòng)強(qiáng)烈一一時(shí)則活動(dòng)微弱，，因此突然錯(cuò)動(dòng)事事件在某一時(shí)間段段就顯得十分密集集而在另一時(shí)間段段則相對(duì)稀疏得多多。似乎是這些事事件群集發(fā)生在其其一時(shí)間段內(nèi)。在空間上的不均勻勻性主要表現(xiàn)在不不同大地構(gòu)造區(qū)內(nèi)內(nèi)斷層活動(dòng)強(qiáng)度顯顯著不同，同一斷層的不同同分支或不同段落落也有顯著差異。。隨時(shí)間的延續(xù)，，這些活動(dòng)區(qū)或活動(dòng)動(dòng)段落又會(huì)變?yōu)榛罨顒?dòng)微弱或不活動(dòng)動(dòng)，而另外一些微微弱活動(dòng)或不活動(dòng)動(dòng)的區(qū)段又轉(zhuǎn)化為為強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)段，，表現(xiàn)為強(qiáng)烈活動(dòng)動(dòng)區(qū)段發(fā)生了遷移移。查明活斷層活動(dòng)性性的時(shí)空不均勻性性，研究古地震事事件的群集期(活活躍期)和平靜期期的交替以及劃分分活動(dòng)性不同的區(qū)區(qū)段，并判定其遷遷移過(guò)程，才能較較準(zhǔn)確地判定強(qiáng)震震復(fù)發(fā)間隔，為地地震危險(xiǎn)性分折提提供合理參數(shù)。只有這樣才能提提高區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)評(píng)價(jià)、地震危險(xiǎn)性性評(píng)估及概率分析析水平。近年來(lái)，我國(guó)許多多橫跨活斷層揭露露出的大量古地震震事件的研究表明明，在全新世內(nèi)活活斷層的活動(dòng)速率率也有明顯變化，，表現(xiàn)為快速滑動(dòng)動(dòng)與緩慢滑動(dòng)?；罨顒?dòng)階段與靜止階階段相交替的間歇歇活動(dòng)特點(diǎn)。這一一特點(diǎn)和我國(guó)長(zhǎng)期期歷史地震記錄所所表現(xiàn)出的地震活活動(dòng)分期分幕、有有活躍期與平靜期期的特點(diǎn)相一致。。古地震事件的群群集期代表活躍期期而分布稀疏期則則代表平靜期。圖4—30給出了了青藏高原內(nèi)部及及其邊緣、甘新一一帶、華北三個(gè)地地帶的16條活斷斷層上12000a以來(lái)的古古地震事件在時(shí)間間上的分布情況。。由時(shí)間序列圖可以以看出以下的一些些有實(shí)際意義的情情況。1．青藏高原區(qū)10條活斷層(圖圖4—30中的No．2—11)共揭露出51次次破裂事件，總計(jì)計(jì)平均重復(fù)錯(cuò)斷間間隔為2100a.2．不同活斷層上上錯(cuò)動(dòng)事件在時(shí)間間分布的組合方式式方面是多種多樣樣的，大致可分為為三種類型，即：：?jiǎn)伟l(fā)式、群發(fā)式式和混合式。每隔較長(zhǎng)時(shí)間間隔隔發(fā)生一次強(qiáng)大事事件且時(shí)間間隔比比較均勻一致的為為單發(fā)式。例如郯郯廬斷裂中段沂沭沭斷裂和新疆二臺(tái)臺(tái)斷裂都是每隔3000一3500a發(fā)生一次次強(qiáng)烈事件(地震震震級(jí)8級(jí)左右)。在某一時(shí)間段內(nèi)群群集發(fā)生多次事件件而在此時(shí)間段以以外則比較平靜的的為群發(fā)式。例如如阿爾金山斷裂西西段在距今2000一4500a發(fā)生群集的多多次事件，而在此此時(shí)間段以外則僅僅有個(gè)別事件發(fā)生生。既有事件群集發(fā)生生階段也有單發(fā)階階段為混合型．例例如鮮水河斷裂。。4．3．2活活斷層錯(cuò)動(dòng)在空間間上的不均勻性從前一節(jié)斷層平均均錯(cuò)動(dòng)速率的討論論中可以明顯看出出，我國(guó)活斷層的的錯(cuò)動(dòng)速率具有區(qū)區(qū)域性的不均勻性性(見圖4一16)。西部高于東東部，東部的華北北又高于東北和華華南。由于有這種區(qū)域性性的差異，故有的的研究者將我國(guó)劃劃分為如圖4—31所示的新疆、、青藏、東北、華華北、華南、臺(tái)灣灣、南海七個(gè)斷塊塊區(qū)。其中緊鄰板板塊碰撞帶的青藏藏高原及其周邊，，緊鄰板塊俯沖帶帶的臺(tái)灣，斷層的的新活動(dòng)較為強(qiáng)烈烈。同一區(qū)域的不同斷斷層，同一斷層的的不同分支或同一一斷層的不同段落落，其活動(dòng)性也是是不均勻的（以滇滇西北地區(qū)為例說(shuō)說(shuō)明）。4．4活斷層層區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑筑物的原則大壩和原子能電站站這類極重要和失失事后果很嚴(yán)重的的建筑物，最好不不要在活動(dòng)斷層附附近選擇場(chǎng)地。如如果必須在有活斷斷層的強(qiáng)烈地震區(qū)區(qū)修建，例如開發(fā)發(fā)我國(guó)西南地區(qū)的的豐富水力資源，，既不可避免地要要在有活動(dòng)斷層和和強(qiáng)烈地震區(qū)建筑筑大壩，此時(shí)必須須在場(chǎng)址選擇擇、建筑物類型型選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取必要要的措施以以保障建筑筑物的安全全可取。4.4.1規(guī)劃選場(chǎng)場(chǎng)要對(duì)幾個(gè)相相互比較的的場(chǎng)址進(jìn)行行斷層相對(duì)對(duì)活動(dòng)性評(píng)評(píng)價(jià)。(1)有低低級(jí)別的活活斷層的場(chǎng)場(chǎng)地優(yōu)于有有高級(jí)別的的，有活動(dòng)動(dòng)時(shí)期老的的斷層的場(chǎng)場(chǎng)地優(yōu)于有有活動(dòng)時(shí)期期新的，有有全新世(11000a)內(nèi)無(wú)活動(dòng)動(dòng)的斷層的的場(chǎng)地優(yōu)于于有全新世世內(nèi)有活動(dòng)動(dòng)的斷層的的場(chǎng)地等；；(2)盡可可能避開主主斷層帶；；(3)如為為逆斷層或或正斷層類類型，盡可可能避開有有強(qiáng)烈地表表變形和分分支、次生生斷裂發(fā)育育的斷層上上盤(逆斷斷層的上升升盤、正斷斷層下降盤盤)。如有有較大的正正、逆斷層層，場(chǎng)地往往往需要選選在距主斷斷面數(shù)千米米之外。4.4.2建筑物類類型選擇若證實(shí)場(chǎng)地地中有活斷斷層穿過(guò)，，或場(chǎng)地位位于活動(dòng)的的逆、正斷斷層上盤有有可能產(chǎn)生生分支及次次級(jí)錯(cuò)斷，，則應(yīng)選擇擇在錯(cuò)動(dòng)下下不致破壞壞的建筑物物型式。對(duì)于壩來(lái)說(shuō)說(shuō)，在上述述情況下均均不宜建筑筑混凝土壩壩，而只能能建散體堆堆填壩。所有混凝土土壩都是堅(jiān)堅(jiān)硬脆性的的，除少數(shù)數(shù)例外均建建于基巖上上，靠壩與與基巖接觸觸面上的聯(lián)聯(lián)系來(lái)保證證建筑物的的安全可靠靠。任何有有垂向分量量的斷層錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)，即使使是錯(cuò)動(dòng)為為l0一20mm的的次級(jí)斷層層錯(cuò)動(dòng)，必必然或者是是使壩離開開地基．破破壞它與地地基的聯(lián)系系，或是壩壩體中產(chǎn)生生破裂。在混凝土重重力壩的情情況下，斷斷層錯(cuò)動(dòng)如如破壞了壩壩底面與地地基的聯(lián)系系，則壩底底面必然要要承受水的的全揚(yáng)壓力力，其結(jié)果果必然產(chǎn)生生沿壩底面面的淺層滑滑動(dòng)而造成成壩的失事事。如為混凝土土拱壩，壩壩的兩個(gè)部部分之間如如果產(chǎn)生突突然錯(cuò)動(dòng)，，既使錯(cuò)動(dòng)動(dòng)值僅為0.25一一0.5m，就會(huì)由由于混凝土土的壓碎或或壩的一端端與拱座脫脫離造成壩壩的突然和和全部毀壞壞。散體堆填壩壩即使壩體體兩個(gè)部分分被錯(cuò)開3—5m，，也不會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致壩的破破壞。因?yàn)闉閴误w本身身非常寬厚厚而且是柔柔性的，單單純這種錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)可以通通過(guò)壩體自自身調(diào)整來(lái)來(lái)適應(yīng)。只要正確設(shè)設(shè)計(jì)使錯(cuò)動(dòng)動(dòng)后壩體內(nèi)內(nèi)不殘留開開口裂縫，，沿錯(cuò)動(dòng)帶帶雖有強(qiáng)烈烈滲流但不不致發(fā)生管管涌，則壩壩本身不會(huì)會(huì)失事，而而且修復(fù)也也很容易，，只要對(duì)被被錯(cuò)開的心心墻部分進(jìn)進(jìn)行灌漿就就可以修復(fù)復(fù)使用。選堆填壩還有一個(gè)重重要的好處，即改變?cè)O(shè)設(shè)計(jì)的適應(yīng)應(yīng)性強(qiáng)。通通常在清理理壩基時(shí)往往往可以得得到可信賴賴的斷層活活動(dòng)資料，，如發(fā)現(xiàn)原原設(shè)計(jì)時(shí)未未考慮到的的斷層新活活動(dòng)證據(jù)。。改變堆填填壩的設(shè)計(jì)計(jì)細(xì)節(jié)使之之適應(yīng)于地地質(zhì)環(huán)境是是易于辦到到的。如系系混凝土壩壩則必須完完全改變?cè)O(shè)設(shè)計(jì)，由于于短期做不不到這一點(diǎn)點(diǎn)，以前開開挖基坑的的工作量往往往報(bào)廢。。4.4.3建筑物物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)4.4.3.1土土壩結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)原則則近200年年的活動(dòng)斷斷層最大位位移一般小小于5-7m．平均均小于lm，所以設(shè)設(shè)計(jì)的土壩壩應(yīng)能保證證在產(chǎn)生5-7m的的錯(cuò)動(dòng)時(shí)不不致出現(xiàn)大大的開裂，，不致由于于沿錯(cuò)動(dòng)帶帶的強(qiáng)烈滲滲流引起管管涌而潰決決。所以一一般設(shè)計(jì)為為有相當(dāng)厚厚的無(wú)粘性性土過(guò)渡帶帶的多種土土質(zhì)壩。（1）保證證錯(cuò)動(dòng)后不不殘存深大大開口裂縫縫砂、礫石、、砂礫混合合物和硬巖巖石的塊石石，如無(wú)相相當(dāng)量的粘粘土粉土混混入物是無(wú)無(wú)粘性的，，所以不能能支持達(dá)一一定高度的的陡立裂縫縫邊壁。因之在這種種土體中產(chǎn)產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)后后，斷層位位移瞬時(shí)形形成的任何何開口裂縫縫部立即被被縫壁坍塌塌所封閉，，因而裂縫縫不致存留留下來(lái)。或或者說(shuō)這類類材料可以以起填縫塞塞(crackstoppers)的作用。。高土壩為為了消除差差異沉陷在在壩體內(nèi)出出現(xiàn)的裂縫縫，也用這這種無(wú)粘性性土過(guò)渡帶帶作為填縫縫塞，所不不同的是用用于防止活活斷層錯(cuò)動(dòng)動(dòng)出現(xiàn)的裂裂縫者要厚厚得多。錯(cuò)動(dòng)后一般般在接近壩壩項(xiàng)面處殘殘留一定深深度的開口口裂縫(圖圖4-8））。開口裂裂隙最大深深度可以按按以下方法法估算。。。(2)能安安全控制大大的滲流量量即使粘性心心墻由于斷斷層錯(cuò)動(dòng)而而錯(cuò)開，由由于心墻兩兩側(cè)的無(wú)粘粘性土的過(guò)過(guò)渡帶滲透透性低，滲滲流量可以以被降低到到一個(gè)可以以安全控制制的數(shù)量。。下游有一一堆石帶滲滲透性很強(qiáng)強(qiáng)，最大可可能滲流量量可以通過(guò)過(guò)此帶由壩壩趾處安全全泄出。無(wú)無(wú)粘性土的的過(guò)渡帶與與塊石帶之之間要按反反濾層原理理設(shè)計(jì)保證證不發(fā)生潛潛蝕?？梢杂煤?jiǎn)化化為由無(wú)粘粘性土過(guò)渡渡帶和下游游組堆石帶帶兩個(gè)要素素組成的示示意剖面(圖4-36）：估估算最大滲滲流量，并并說(shuō)明即使使在沒有粘粘土心墻的的情況下，，滲流量雖雖大但壩仍仍是安全的的。實(shí)際上一般般設(shè)計(jì)的心心墻兩側(cè)對(duì)對(duì)稱，心墻墻上、下游游都有一個(gè)個(gè)無(wú)粘性土土過(guò)渡帶，，如心墻錯(cuò)錯(cuò)開，上游游砂必然進(jìn)進(jìn)入裂縫并并將之充塞塞，下游過(guò)過(guò)渡帶砂也也會(huì)以裂縫縫壁的坍塌塌而使本帶帶內(nèi)的裂縫縫閉合，從從而使?jié)B流流量減小，，且兩側(cè)對(duì)對(duì)稱也可以以使被錯(cuò)斷斷的心墻易易于用灌漿漿法修復(fù)。。4.4.3.2其其它類型型建筑物的的結(jié)構(gòu)措施施實(shí)例日本山陽(yáng)新新干線的新新神戶車站站，建于兩兩隧道之間間的高架橋橋上，恰位位于六甲山山活斷層之之上。由于于地形及城城市環(huán)境方方面的原因因，車站的的位置不能能改變，只只能采取適適應(yīng)于地質(zhì)質(zhì)條件的結(jié)結(jié)構(gòu)。4．5活活斷層的的調(diào)查監(jiān)測(cè)測(cè)與研究4.5.1活斷層的的調(diào)查活斷層的工工程地質(zhì)調(diào)調(diào)查目的在在于準(zhǔn)確確確定建筑區(qū)區(qū)附近活斷斷層帶位置置，確定建建筑區(qū)內(nèi)有有無(wú)活斷層層，活斷層層帶的寬度度，錯(cuò)動(dòng)最最大幅值及及變形帶寬寬度，以及及間斷活動(dòng)動(dòng)的時(shí)間間間隔，如果果伴有地震震，則應(yīng)進(jìn)進(jìn)行地震研研究(見第第五章)。。4.5.1.1低低陽(yáng)光角角航空攝影影航測(cè)照片可可以看到地地表研究所所不能看到到的跡象，，在研究屬屬于線性構(gòu)構(gòu)造的斷層層中是很有有用的。有有些主干走走向錯(cuò)動(dòng)活活斷層在圖圖上極易看看出．另一些極端端情況，例例如逆斷層層，既使是是有豐富經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的解譯譯者也只能能定為可疑疑斷層，所所以一定要要兩個(gè)有經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的人分分別解譯，，以排除不不可靠的主主觀判斷。。區(qū)域研究究用1：30000一I：60000，詳細(xì)研研究用I：：10000一1：：200D0的圖件件。4.5.1.2開開挖探槽槽主要研究跨跨斷層的最最新沉積是是否被斷層層錯(cuò)斷及其其錯(cuò)動(dòng)幅度度；提供含含碳物質(zhì)的的樣品以定定絕對(duì)年齡齡，以便判判定錯(cuò)動(dòng)的的時(shí)代；揭揭露重復(fù)錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)證據(jù)，，如較老地地層比新地地層錯(cuò)距大大、多次的的地層砂土土液化造成成的多次噴噴砂的地層層記錄等等等，以判定定間歇錯(cuò)動(dòng)動(dòng)的時(shí)間間間隔。所需探槽深深度一般不不大，約為為2-4m。揭露后必須須小心地以以鏟清除槽槽壁浮土，，用刷和刮刮刀清理壁壁面以便詳詳細(xì)觀察和和測(cè)繪細(xì)節(jié)節(jié)。因?yàn)榧燃仁故谴蟮牡幕顢鄬?，，最近期表表層沉積中中的錯(cuò)動(dòng)帶帶寬也僅有有10-20mm或或更少，不不仔細(xì)研究究細(xì)節(jié)往往往會(huì)作出錯(cuò)錯(cuò)誤結(jié)論。。在研究中須須注意的以以下幾點(diǎn)；；(I)斷層層泥的表觀觀“新鮮程程度”不能能用于作為為斷層近期期活動(dòng)的證證據(jù)，因?yàn)闉樵诘乇盹L(fēng)風(fēng)化帶以下下斷層往往往成糊狀未未風(fēng)化的外外貌，由新新鮮土及未未風(fēng)化的破破碎巖石組組成，既使使數(shù)百年無(wú)無(wú)措動(dòng)也是是這樣。(2)擦痕痕面方向不不能作為判判定相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的證據(jù)據(jù)，因?yàn)榻乇硖?，，不管斷層層位移方向向怎樣，斷斷層泥都有有向阻力最最小的上方方擠出的趨趨勢(shì)。4.5.2