【正文】 界值，則巖體表現(xiàn)彈性介質(zhì)特征，直至破壞，斷裂是巖體的薄弱環(huán)節(jié)，其變形較巖體更加容易。 地應(yīng)力隨時(shí)間變化與地殼巖體應(yīng)變速率的關(guān)系a. 地應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系地殼巖體是粘彈性介質(zhì)。易于發(fā)生應(yīng)力集中的部位往往是裂隙、斷裂的端點(diǎn)、交匯點(diǎn)、錯(cuò)裂段、拐點(diǎn)、鎖固段、分支點(diǎn)等。①潛在逆斷型應(yīng)力狀態(tài)主重要分布于喜馬拉雅山前緣一帶。約束緊密的不同材料卸載的殘余應(yīng)力效應(yīng)。應(yīng)力增大現(xiàn)象稱應(yīng)力集中。重分布應(yīng)力大小和特點(diǎn)受原始地應(yīng)力水平、巖性特征、臨空面形態(tài)特征的影響。b. 區(qū)域卸荷作用指區(qū)域性的面剝蝕。 影響巖體天然應(yīng)力狀態(tài)的主要因素一、主要因素天然應(yīng)力場的形成取決于地質(zhì)條件和巖體所經(jīng)歷的地質(zhì)歷史。 二、巖體結(jié)構(gòu)特征量化模式程序第二章 地殼巖體天然應(yīng)力狀態(tài) 基本概念及研究意義天然應(yīng)力：指未經(jīng)人為擾動，主要是在重力場、構(gòu)造應(yīng)力場綜合作用下，所形成的應(yīng)力狀態(tài)，亦稱初始應(yīng)力（物理、化學(xué)、變化，巖漿侵入等）由人為活動而引起的應(yīng)力場變化原生應(yīng)力。特別是與掌子面交角較小的節(jié)理，被子測機(jī)會大大減小。方法：在掌子面上布置相互垂直的18條測線，組成測網(wǎng)。插圖現(xiàn)在的研究表明，最大主壓應(yīng)力在斷層錯(cuò)動面附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)方向向錯(cuò)動方向。b. 蓋層蓋層隨裂谷的擴(kuò)展，在地幔中隆起軸附近形成受深部斷裂控制的拉張斷裂。層間錯(cuò)動方式尤為突出。由中、下構(gòu)造層的物質(zhì)組成。而瓣?duì)詈恿鲃t主要由大型楔狀交錯(cuò)層理，楔型錯(cuò)層理、逆行沙波為特征。在亞相、微相分析中注意準(zhǔn)同生變形作用。河流特點(diǎn)：河床比降小、彎度大、水深但流態(tài)較穩(wěn)定，單向環(huán)流。分為塊體（整體）狀塊狀層狀散體狀——松散堆積其次考慮巖體的改造特征如完整的、塊裂化的（或板裂化的），碎裂化的散體化的。（建造）②考慮巖體強(qiáng)度的改造。②以巖體穩(wěn)定性為基礎(chǔ)的分類——專門性分類。b. 原則①差異性原則：不同類別的巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)有明顯的差異。b. 巖體結(jié)構(gòu)特征對巖體的變形、破壞方式和強(qiáng)度特征起重要的控制作用。巖體結(jié)構(gòu)：由巖體中含有的不同結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體在空間的排列分布和組合狀態(tài)所決定。它處于一定的地質(zhì)環(huán)境中，被各種結(jié)構(gòu)面所分割。緒 論一、工程地質(zhì)的基本任務(wù)人類工程活動 地質(zhì)環(huán)境的相互作用研究對象：工程地質(zhì)條件 工程活動的地質(zhì)環(huán)境 工程地質(zhì)學(xué)的基本任務(wù)：研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）之間的相互作用，以便正確評價(jià)、合理利用、有效改造和完善保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。注意：與巖石、巖塊的區(qū)別。（8類）。c. 在地表的巖體，其結(jié)構(gòu)特征在很大程度上決定了外營力對巖體的改造程程。②適用性原則：分類體系便于（工程）應(yīng)用。如RMR、Q等。③考慮巖體所處的實(shí)際地質(zhì)環(huán)境條件。 巖體原生結(jié)構(gòu)特征的巖相分析原生結(jié)構(gòu)體系對巖體的性能及其變形破壞起著重要的控制作用，因此對原生結(jié)構(gòu)體系特征的研究顯得極其重要。其沉積物分：底部滯留相（河床）；中部邊灘相（粉砂巖）；頂部：天然堤相和洪積相（砂堤、決口肩、濱岸沼澤沉積等）特征：自下而上由粗變細(xì)巖體具軟硬相間的互層狀結(jié)構(gòu)特征砂巖抗風(fēng)化能力弱，自下而上強(qiáng)度由高變低頂部邊灘相松散沉積物易發(fā)生砂土液化b. 瓣?duì)詈恿鞒练e相模式（游蕩型）河流特點(diǎn)：河谷縱坡降大，河床不穩(wěn)定、彎度小、水淺、流態(tài)不穩(wěn)定，具復(fù)雜環(huán)流特征。b. 砂巖體中原生結(jié)構(gòu)面的微相分析流水沉積的層理類型與泥砂粒度、水流狀態(tài)、水流強(qiáng)度相關(guān)。變質(zhì)巖自己看。以塑性、韌性變形破裂為主，并沿推覆方向逐漸減弱。c. 接觸振動帶以地表?xiàng)l件的彎曲 、剪切為主，形成正錯(cuò)疊瓦式斷裂。或隨裂谷的拉張，形成側(cè)緣拉裂，不受深部斷裂控制。 巖體結(jié)構(gòu)特征的統(tǒng)計(jì)分析重點(diǎn)介紹路線精測法。在網(wǎng)內(nèi)，逐一測量每一條與測線相交的結(jié)構(gòu)面位置、產(chǎn)狀、延伸長度、張開度、充填情況、表面特征資料。資料校正分長度校正和方位校正。a. 自重應(yīng)力場亦有 b. 構(gòu)造應(yīng)力場由地殼的構(gòu)造運(yùn)動所引起，活動的、剩余的。地質(zhì)條件：巖性 R、E、μ 巖體結(jié)構(gòu) 不連續(xù)性、各向異性、應(yīng)力集中地質(zhì)歷史：構(gòu)造作用及其演變歷史（主要因素） 區(qū)域卸荷作用a. 構(gòu)造作用分活動構(gòu)造應(yīng)力，即現(xiàn)今還在形成，累積的應(yīng)力場。例：巖體內(nèi) 深度處的侵入巖應(yīng)力場（靜水應(yīng)力狀態(tài)）經(jīng)地面剝蝕后，剝蝕厚度為h。重分布應(yīng)力的主要特征：①主應(yīng)力方向在臨空面附近發(fā)生明顯變化最大重應(yīng)力與臨空面近于平行，而最小主應(yīng)力與臨空面近于垂直。集中程度用應(yīng)力集中系數(shù)表示。 我國地應(yīng)力場的空間分布隨時(shí)間變化的一般規(guī)律 我國地應(yīng)力場的空間分布特點(diǎn)a. 各地的最大重應(yīng)力方向呈明顯規(guī)律性大致與察隅和伊斯蘭堡連線的夾角平分線方向一致。（與印度板塊碰撞有關(guān)）、水平， 垂直②潛在走滑型應(yīng)力狀態(tài)區(qū)主要分布于中、西部廣大地區(qū)。b. 局部應(yīng)力集中區(qū)與活動斷層的關(guān)系上述應(yīng)力集中的特殊部位往往形成與之相適應(yīng)的構(gòu)造帶。伊騰等做的試驗(yàn)表明，當(dāng)應(yīng)力小于某臨界值時(shí)，（不同材料的臨界值不同）。b. 地應(yīng)力隨時(shí)間變化的一般規(guī)律從以上規(guī)律可得出應(yīng)力隨時(shí)間變化的一般規(guī)律。 地殼表層巖體應(yīng)力狀態(tài)的復(fù)雜性僅為經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并無統(tǒng)一的認(rèn)識。（定性研究）②在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)力場實(shí)測。b. 應(yīng)力集中條件和集中區(qū)的分布。破壞：巖體的宏觀連續(xù)性已發(fā)生明顯變化。破壞機(jī)制轉(zhuǎn)化的界限圍壓稱破壞機(jī)制轉(zhuǎn)化圍壓。應(yīng)力狀態(tài)類型參數(shù) （＝1，即σ2＝σ1； ＝－1，即σ2＝σ3）二、巖體破壞形式與巖體結(jié)構(gòu)的關(guān)系低圍壓條件下巖石三軸試驗(yàn)表明。碎塊狀或散體狀巖體主要為塑性破壞。復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，含一組結(jié)構(gòu)面的巖體破壞形式與巖體性質(zhì)、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，應(yīng)力狀態(tài)關(guān)系很大。 剪切變形破壞機(jī)制與過程一、潛在剪切面剪斷機(jī)制與過程A．滑移段B．鎖固段進(jìn)入穩(wěn)定破裂階段后，巖體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)變化復(fù)雜。（3）潛在剪切面貫通。這種應(yīng)力條件下可出現(xiàn)的兩種破壞，張性雁裂和壓扭性雁裂。梁彎曲時(shí)，軸受擠壓，兩翼受剪力作用→板梁滑脫二、橫彎條件下巖體的彎形與破壞a. 軸部區(qū)若以，代表巖石的曲服應(yīng)力。（H/D=%），H上隆量。（H/D=%）b. 橫彎滑脫滑脫可緩解軸部應(yīng)力集中現(xiàn)象，亦可使翼部應(yīng)變能釋放。③剪斷破壞階段，x節(jié)理與拉裂面貫通，或切斷板梁形成逆沖斷裂。（地面剝蝕） 巖體在卸荷過程中的變形與破壞 基本類型拉裂面：拉應(yīng)力集中部位壓致拉裂面：平行臨空面的拉裂面剪裂面：層間剪切滑段基坑底板彎曲隆起等。 卸荷造成的變形、破裂空間組合模式（略） 巖體變形破壞過程中的時(shí)間效應(yīng)分兩種類型：蠕變、松馳 巖石變形時(shí)間效應(yīng)介質(zhì)模型經(jīng)典的描述介質(zhì)流變性能的本構(gòu)模型為馬克斯韋爾模型和開爾文模型。 巖體的累進(jìn)性破壞和加速蠕變累進(jìn)性破壞，即應(yīng)力變化不大，微裂及擴(kuò)張地不斷進(jìn)行擴(kuò)張、轉(zhuǎn)移直至整體破壞。應(yīng)為等速蠕變，巖體內(nèi)應(yīng)力保持不變。當(dāng)CC0時(shí)，無加速蠕變。粘滑現(xiàn)象可能與剪切上的凸起體嵌入蠕變機(jī)制有關(guān)。勻速滑動②粘滑時(shí)釋放的能量大小不僅與粘滑機(jī)制有關(guān)，對某一特定剪切滑移，停止活動承受法向應(yīng)力時(shí)間愈長，則粘滑時(shí)釋放的能量也就愈高。二、空隙水壓力變化對巖體變形破壞的影響↗，↘。非封閉水體，破裂擴(kuò)容超過地下水補(bǔ)給，亦可形成膨脹強(qiáng)化現(xiàn)象?；顢鄬拥幕顒犹卣鳎喝浠⒄郴?。特征：斷層面傾角大（近于垂直） 斷層的地表出露線平直 地貌上常形成陡直的斷崖 以水平運(yùn)動為主，相對垂直升降量很小 分支斷裂較少，斷層帶寬度小這類斷層的水平錯(cuò)動量往往很大，因而易于識別，易于發(fā)生強(qiáng)震。逆斷層也是強(qiáng)烈發(fā)震斷層。上盤下降并發(fā)育分支斷層正斷層可以引發(fā)中強(qiáng)震。易發(fā)生同期強(qiáng)地震。我國的經(jīng)驗(yàn)公式為：或： 統(tǒng)計(jì)分析是一種常用的研究方法。（P147）分支斷裂的錯(cuò)斷位移則隨主斷層的距離加大而減少。ABCD100R1010R11RR特別強(qiáng)烈強(qiáng)烈中等弱m7~6~6以下對斷層錯(cuò)動速率的研究，可以采用跨斷層重復(fù)測量，但對于獲取平均錯(cuò)動速率有時(shí)較難。通過對這些地震事件的分析、判斷事件發(fā)生時(shí)間，次數(shù)、累積錯(cuò)的距離，各事件的絕對年齡，就可以求出平均錯(cuò)動速率和重復(fù)錯(cuò)動事件。亦獲得其年代數(shù)據(jù)（KAr、14C、TL、ESR）。 活斷層突然錯(cuò)動在時(shí)間分布上的不均勻性活斷層活動具有間歇性活動特點(diǎn)。 活斷層遷移當(dāng)活斷層的活動段發(fā)生一系列的群集方式的破裂后，（地震）斷裂活動往往會轉(zhuǎn)移到別的段落式別的區(qū)域，即形成活斷層的遷移。 活斷層區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑的原則活動斷層對建筑物的安全性危害很大，一般在活斷層附近不宜選擇建筑場地，特別是重要建筑物。（尤其是全新世活動地帶）b. 避開主干斷層帶，避開有強(qiáng)烈變形的地帶，分支斷層發(fā)育地帶。f. 持力層的選擇宜選擇基巖或堅(jiān)硬巖土作為地基。 活斷層的調(diào)查與判別目的：確定斷層帶的位置、寬度、分支斷裂發(fā)育情況。二、歷史標(biāo)志歷史上記錄的地震證據(jù)和說明。五、大地測量和活斷層監(jiān)測六、斷層帶研究開挖措施，研究最新沉積物是否被錯(cuò)斷及錯(cuò)動幅度。震源深度：震中至震源的距離。震源參數(shù)：指描述震源物理過程的一組物理量。限定一個(gè)震源需要以下七個(gè)物理是：斷層面長度、寬度、走向、傾向和傾角、斷層錯(cuò)動方向、錯(cuò)距、破裂擴(kuò)展速度。按地震發(fā)生時(shí)對人或地面的影響程度，可分為十二度?；玖叶龋褐冈诮窈笠欢〞r(shí)期內(nèi)，在一定地點(diǎn)的一般場地可能遭受的最大烈度。a. 板塊增生帶地幔軟流圖圈在海嶺兩側(cè)作相反方向流動，使海嶺中軸承受拉應(yīng)力，產(chǎn)生正斷層面發(fā)生地震。太平洋板塊向歐亞板塊下俯沖，在泮殼一側(cè)形成正斷型地震，陸殼一側(cè)產(chǎn)生逆斷型地震，其中洋殼可俯沖至720km深度形成深源地震。為界，西部地震廣泛分布、東部僅華北和東南沿海一帶有地震分布，西部地震強(qiáng)度和數(shù)量也大于東部，西部塔里木、 準(zhǔn)噶爾等盆地地震亦少發(fā)生。二、我國強(qiáng)震發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造條件已有資料表明，絕大多數(shù)強(qiáng)震都發(fā)生在穩(wěn)定地塊邊緣的深達(dá)巖石圈，基底巖層深大活動斷裂或斷陷盆地中。其主要發(fā)震構(gòu)造部位為：①對于傾斜的斷陷盆地，其較深、較陡的一側(cè)的活動斷裂易形成地震。⑤復(fù)合盆地中的次級凹陷帶。其方法是首先地震區(qū)或地震帶在未來100年內(nèi)可能發(fā)生的各極地震的地點(diǎn)、地段、勾劃出各極地震活動危險(xiǎn)區(qū)。目前地震區(qū)劃多采用概率模型。地震破壞效應(yīng)：在地震波的作用下，場地會出現(xiàn)的各種破壞作用。二、地基失效松散土體震動變形造成沉降或不均勻沉降。一、振幅由地震加速度： A即為振幅，是質(zhì)點(diǎn)的最大位移。建筑物與地基也有共振的問題。沉積物的厚度對建筑物的危害影響較大，一般厚度大的覆蓋層（160m以上），對高層建筑影響大；中等厚度覆蓋層對中等高度建筑物影響較大。此外，巖、土體不穩(wěn)定地形有加重震害的作用。（重力分力）因此，水流動時(shí)，作用于土體微元上地動水壓力合力FW=FF0 =定義：將作用于單位體積土骨架上的力稱為動水壓力（fd）則 fd = =J J為水力坡度顆粒流動條件為：動水壓力要克服土粒的有效重度（水下重度）即： fd =由此得： 稱臨界水力坡度。在深度Z1和Z2上，水頭差h為：? h =（w）Z2（w）Z1=（w）? 則水力坡度 ③地震砂土液化的評價(jià)相對象度判別 地面最大加速度不發(fā)生流化的相對密度Dr53Dr64Dr78Dr90砂土的粒度和級配中、粗砂，排水條件好，不易形成超孔隙水壓力，不易液化。埋藏條件根據(jù)砂土液化機(jī)理，只有當(dāng)孔隙水壓力大于砂粒間的有效應(yīng)力時(shí)，才能產(chǎn)生液化，而有效應(yīng)力取決于固結(jié)壓力的大小和固結(jié)時(shí)間。dudp+db2dwdo+db3du+dw+du：上覆非液化土層厚度（m）do：基礎(chǔ)深度dw：地下水位深度db：液化土層特征深度，按下表取值烈 度789粉 土678砂 土789飽水砂層的成因和時(shí)代時(shí)代古老的土、固結(jié)時(shí)間長、固結(jié)程度高、密實(shí)，不易產(chǎn)生液化。1 基本概念及研究意義n 在一定條件下，人類的工程活動可以誘發(fā)地震，諸如修建水庫，城市或油田的抽水或注水，礦山坑道的崩塌，以及人工爆破或地下核爆炸等都能引起當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)異常的地震活動，這類地震活動統(tǒng)稱為誘發(fā)地震。 科因納—新豐江型科因納水庫誘發(fā)地震n 科因納水庫誘發(fā)地震之所以具有典型意義，就在于它是迄今為止最強(qiáng)的水庫誘發(fā)地震(，)，而又是產(chǎn)生在構(gòu)造跡象最不明顯、巖層產(chǎn)狀基本水平、近200 a附近沒有明顯地層活動的印度地盾德干高原之上。n 震中密集于庫壩附近n通常主要是密集分布于水庫邊岸幾km到十幾km范圍之內(nèi)。n 震源極淺、震源體小n 水庫誘發(fā)地震主要發(fā)生在庫水或水庫荷載影響范圍之內(nèi)，所以震源深度很淺。 誘發(fā)地震活動與庫水位及水荷載隨時(shí)間變化的相關(guān)性n 這種相關(guān)性已被廣泛用以判別地震活動是否屬水庫誘發(fā)地震。根據(jù)多個(gè)水庫誘發(fā)地震序列的研究，它們的特點(diǎn)如下：n (1)水庫誘發(fā)地震以前震極豐富為特點(diǎn)，屬于前震余震型(茂木2型)，而相同地區(qū)的天然地震往往屆主震余震型(茂木1型)(圖6—27)。 水庫誘發(fā)地震的震源機(jī)制解 根據(jù)所有研究過的水庫誘發(fā)地震的震源機(jī)制服應(yīng)指出以下值得注意的兩點(diǎn)：