【正文】 (1)由震源機制解得出的應力場，與天然地震應力場或根據當地地質特征判定的應力場相同。亦即水庫的某種作用迭加于已有的天然應力場之上，使水庫蓄水前由于自然作用積累起來的應變能較早地以地震的方式釋放出來。 水的物理化學效應 這種效應使巖體斷裂面及其充填物軟化和泥化，從而降低了它的抗剪強度。在水庫的荷載效應和空隙水壓力效應聯(lián)合作用下使巖體內產生錯動而誘發(fā)地震。顯然，上述三種應力狀態(tài)下荷載效應所造成的后果是不同的?？傊奢d效應僅使?jié)撛谡龜嘈偷姆€(wěn)定狀況有所惡化，而使走向滑動型與逆斷型兩者在不同程度上有所改善。 上述兩種效應迭加后，震源巖體穩(wěn)定性最終變化如下：潛在正斷型強烈惡化，走向滑動型因為荷載效應使莫爾圓離開包絡線的距離小于空隙水壓力效應使之接近包絡線的距離，故最終結果是有所惡化。 水庫范圍有限且水位變動時水庫荷載效應及空隙水壓力效應的變化根據土力學原理，有限延伸的水庫所不同于無限延伸水庫的是荷載造成的附加應力隨遠離加荷中軸而迅速減小。由于空隙水壓力的升高需要有一個滲入時間，所以水位升高后空防水壓力是逐步升高．6．5 產生水庫誘發(fā)地震的地質條件 大地構造條件 （1)板塊俯沖、碰撞帶介于潛在逆沖型的應力狀態(tài)，產生誘發(fā)地震的可能性很小。n 區(qū)域地質條件中能夠用以判定誘發(fā)地震潛在可能性的，有近期構造活動跡象、地熱流特征、介質品質及有利于空隙水壓力活動的水文地質條件等方面。如果砂土原處于非緊密排列狀態(tài)，就會有變?yōu)榫o密排列狀態(tài)的趨勢，如果砂的孔隙是飽水的，要變密實效需要從孔隙中徘出一部分水，如砂粒很細則整個砂體滲透性不良，瞬時振動變形需要從孔隙中排除的水來不及排出于砂體之外，結果必然使砂體中空隙水壓力上升，砂粒之間的有效正應力就隨之而降低，當空隙水壓力上升到使砂粒間有效正應力降為零時，砂粒就會懸浮于水中，砂體也就完全喪失了強度和承載能力，這就是砂土液化(sand liquefaction)。如振動前砂體處于緊密排列狀態(tài)，經震動后砂粒的排列和砂體的孔限度不會有很大變化，如振動前砂土處于疏松排列狀態(tài)，則每個顆粒都具有比緊密排列高得多的勢能，在振動加速度的反復荷載作用下，必然逐步加密，以期最終成為最穩(wěn)定的緊密狀態(tài)。應排除的水不能排出，而水又是不可壓縮的，所以孔隙水必然承受由孔隙度減小而產生的擠壓力，于是就產生了剩余孔隙水壓力或超孔隙水壓力(excess pore water pressure)。 沙土特性和飽水砂層埋藏條件及成因時代特征 砂土特性（1）對地層液化的產生具有決定性作用的，是土在地震時易于形成較高的剩余空隙水壓力。 飽水砂土層的埋藏條件n 當空隙水壓大于砂粒間有效應力時才產生液化飽水砂層埋藏條件包括地下水埋深及砂層上的非液化粘性土層厚度這兩類條件。而是往往是有史時期或全新世形成的硫松沉積物。 砂土地震液化的判別7 地質條件n 震級5級震中烈度為VI度，近年來歷次地震震后調查發(fā)現(xiàn)，發(fā)生液化處所多為全新世乃至近代海相及河湖相沉積平原，河口三角洲，特別是洼地、河流的泛濫地帶、河漫攤、古河道、濱海地帶及人工填土地帶等?！豆I(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范》(TJll—85) 土質條件n 液化土的某些特性指標的限界值為；(1)平均粒徑(D50)；(2)粘粒(粒徑＜)含量不大于10％；或15％。初判結果雖偏于安全，但可將廣大非液化區(qū)排除，把進一步的工作集中于可能液化區(qū)。 標貫判別法n 日本新瀉地震時，B區(qū)與C區(qū)(圖7—12)的土層性質、地下水埋深均相同，但液化程度和建筑物損害情況B區(qū)比C區(qū)輕得多，以標貫試驗法探測土層性質時發(fā)現(xiàn)，二者貫入擊數基本相同，B區(qū)的貫入擊數顯著高于C區(qū)(圖7—20)。主要有增加蓋重、換土、增加可液化砂土層密實程度和加速空隙水壓力消散等措施。 改善飽水砂層的密實程度 消散剩余孔隙水壓 圍封法 基本概念及研究意義地面沉降的主要危害(1).沿海地區(qū)沉降使地面低于海面，受海水侵襲；(2)一些港口城市，由于碼頭、堤岸的沉降而喪失或降低了港灣設施的能力。在孔隙承壓含水層中，抽汲地下水所引起的承壓水位的降低，必然要使含水層本身和其上、下相對含水層中的孔隙水壓力隨之而減小。由于區(qū)域性地面沉降范圍較廣闊，壓縮層厚度與沉降范圍相比較，又相對較小，因此無論從理論或實際應用上，即可以把這類由于抽水引起的地面沉降問題按一維固結問題處理。如前所述，在土的固結、壓密過程中起作用的只是有效應力，也就是說，土的固結、壓密程度主要取決于曾經作用于土體上的有效應力的大小。倘若當前土層內不同深度處的固結程度不與現(xiàn)有的天然有效應力此相在相同的條件下，超固結土層的壓密星將小于正常固結土層，同理，欠固結土層的壓密量則將大于正常固結土層。從地質、水文地質條件來看，疏松的多層含水體系；共中承壓含水層的水量豐富，適于長期開采；開采層的影響范圍內，特別是它的頂、底板，有厚層的正常固結甚或欠固結的可壓縮性粘性土層等，對于地面沉降的產生是特別有利。 8斜坡變形、破壞形式多樣：崩、滑為主要、劇烈的形式。遠離斜坡面的巖體內，地應力逐漸恢復狀態(tài)。 斜坡的變形與破壞斜坡破壞：系指斜坡巖體內已形成貫通性的破壞面從而使分割的巖體整體破壞。 斜坡破壞的基本類型斜坡破壞分類方案很多，按破壞物質的運動方式分崩塌和滑坡。a. 崩塌的發(fā)生條件①坡形。堅硬巖體，抗風化能力較強，巖體中有規(guī)模大，間隔大的節(jié)理發(fā)育。④地質構造。 滑坡a. 滑坡要素斜坡的部分巖體沿貫通的剪切破壞面（或帶）以一定的加速度下滑，這一過程叫滑坡。變形發(fā)展過程：自坡面向斜坡內，由重力作用形成一剪切蠕變帶，其中坡面位移最大，向深度逐漸遞減。演變過程（以反傾斜坡為例）a. 表層蠕滑巖（土）體向坡下蠕變，后緣拉應力產生。隨剪切變形進一步發(fā)展，中部剪切帶擾動擴容，變形體下半部隆起，隨變形體沿剪切攏動帶轉動滑移，上部下沉，后緣拉裂縫閉合，巖體進入累進性破壞階段，一旦剪切面被剪切貫通，滑坡發(fā)生。巖層內領固段或錯段附近因拉應力集中而產生自下而上擴展的拉裂隙。陡傾的階狀裂面成為剪應力集中帶，陡緩轉角處的嵌合體被逐個剪斷、壓碎、并伴有擴容，待陡傾裂面與平緩滑移面構成貫通性滑面時，滑坡發(fā)生。變形過程，巖體在重力作用下沿已有滑移面向臨空方向滑移，后部拉裂。滑面傾角大于滑移面傾角。b. 強烈彎曲、隆起階段彎曲顯著增強，強烈彎曲段出現(xiàn)剖面x型節(jié)理，部分巖體垮塌、充填虛脫部位。某些椅狀層面也能形成這類滑坡。前部懸臂梁彎曲后為后部懸臂梁彎曲提供了空間，這種彎曲逐漸向斜坡后緣逐個懸臂梁地傳遞，導致斜坡巖體整體彎曲。當折裂面貫通后，斜坡變形巖體將轉化為蠕滑拉裂型滑動破壞。軟巖塑流擠出又導致上覆巖層拉裂。拉裂的巖柱倒塌。 （研究生內容） 斜坡變形破壞與內外營力的關系斜坡是一個開放系統(tǒng)，它與外界有能量的交換，外營對斜坡穩(wěn)定性的影響主要通過三方面來實現(xiàn)。 地表水一、河流地質作用許多斜坡都流水地質作用形成的，而新構造運動對河流的地質作用有很大的關。第二，改變斜坡的巖體結構特征→使斜坡的強度降低。被分割的高大巖柱或板梁其根部可能因此被剪裂或壓碎，便變形向蠕滑——拉裂轉化。由于應力分異，形成由坡緣拉應力帶向縱深擴展的一系裂陡立拉裂縫。六、塑流——拉裂形成變形條件：軟弱基座斜坡，上覆厚層堅硬巖層。b. 板梁彎曲，拉裂面向深部擴展并向坡后緣推移，板梁之間反向錯動。五、彎曲——拉裂形成條件：陡立或陡傾內層狀斜坡，坡度中——陡坡。剖面x節(jié)理中的一組逐漸形成滑移切出面。演變過程：a. 輕微隆起階段。當后緣分割條件成熟時，滑面的內磨擦角小于斜坡角 ，則滑坡發(fā)生。為結構面內磨擦角。這種壓致拉裂縫向上擴展，直至達到地面，并伴有向坡面方向的轉動。二、滑移——壓致拉裂形成條件：中等——陡的平緩層狀斜坡，坡體內有水平向殘余應力。此外，外營力進入后緣拉裂縫，使斜坡條件進一步惡化，更加促進剪切面的變形。當剪應力集中達到巖體的拉剪強度時，該面剪切破壞形成滑面。按滑坡物分：覆蓋層滑坡 基巖滑坡 特殊滑坡——融凍、陷落按滑坡體厚度：淺層 6m以內 中層 6~20m 深層 20~30m 超深層 30m接規(guī)模：小型 30萬m3以內 中型 30萬~50萬m3 大型 50萬~300萬m3 巨型 300萬m3按形成年代：新滑坡 老滑坡按力學條件：牽引式、推移式c. 斜坡變形、破壞的地質力學模式主要根據斜坡變形破壞的力學機制，其變形、破壞可概括為五種地質力學模型，即：蠕滑（滑移）——拉裂式滑移——壓致拉裂式彎曲——拉裂式塑流——拉裂式滑移——彎曲式稱為斜坡變形破壞的地質力學模式，它表達了斜坡巖（土）體結構類型之間的內在聯(lián)系，揭示了斜坡發(fā)展變化的內在力學機制，并在很大程度上確定了斜坡最終破壞的可能方式與特征，達到系統(tǒng)評價預測斜坡穩(wěn)定性的目的。b. 崩落體的繼續(xù)運動運動軌跡根據跳躍的運動軌跡，可以設計欄網位置及欄網高度。③坡體結構。以上。規(guī)模大小不一。變形→破壞→繼續(xù)運動 斜坡變形的主要方式a. 卸荷回彈使原有結構松馳產生殘余應力形成卸荷帶：斜坡經卸荷回彈松馳，殘余應力形成一系列的表生結構面，包含回彈松馳和表生結構面的巖帶稱為卸荷帶。對斜坡應力分布影響最大的是巖體結構特征，斜坡附近的結構面往往是應力集中的部位。（2）坡腳剪應力集中形成剪應力增高帶，坡頂附近出現(xiàn)拉應力。除常規(guī)上述試驗外，還需進行以下一些專門性質的試驗研究工作：為此，需在不同地區(qū)的粘性土層內埋設孔隙水壓力觀測孔，其結構如圖8—18所示c孔隙水壓力的觀測在夏季用水期一般每5天一次，其他季節(jié)每10天一次。 地面沉降的研究、預測及防治 為了掌握地面沉降的規(guī)律和特點，下述內容：(1)地區(qū)地質結構的研究；(2)地面水準點的定期測量；(3)地下水開采量統(tǒng)計及地下水位的長期觀jpg1；(4)粘性土層孔隙水壓力的觀測；(5)土層性質的測試；(6)各土層實際沉降量的監(jiān)測及土性參數的反算。3 砂層與粘土層的壓密在地面沉降中的相對重要性在較低的有效應力增長條件下，粘土層的壓密在地面沉降中起主要作用，而在水位回升過程中，砂層的膨脹回彈則有決定意義。如果抽水前土層不同深度處的固結程度都與土中現(xiàn)有的天然有效應力此相適應，那么這種土層就稱為正常固結的土層，此時該土層內的天然孔隙水壓力線(即靜水壓力線)與預因結應力線相重合。2由水承擔的部分稱為孔隙水壓力，它不能引起土層的壓密，故又稱為中性壓力，而由土骨架承擔的部分則能直接造成土層的壓密，故稱為有效應力；二者之和等于總應力。(5)在地面沉降區(qū)還有一些較為常見的現(xiàn)象，如深井管上升、井臺破壞，高擺脫空，橋墩的不均勻下沉等，這些現(xiàn)象雖然不致于造成大的危害，但也會給市政建設的各方面帶來一定影響。填土厚度應使飽水砂層頂面的有效壓重大于可能產生液化的臨界壓重。 剪切波速判別 砂土地震液化的防護措施7主要方法有標貫判別，靜力觸探判別和剪切波速判別。m的顆粒含量大于40％；(6)塑性指數(Ip)不大于10。最大液化深度可達20m，但對一般淺基礎而言，即使15m以下液化，對建筑物影響也極輕微。2．液化最低地震烈度 我國地震文獻中沒有地震震級小于5級的噴水冒砂記錄。3 飽水砂層的成因和時代n 具備上述的顆粒細、結構疏松、上覆非液化蓋層薄和地下水埋深淺等條件，而又廣泛分布的砂體，主要是近代河口三角洲砂體和近期河床堆積砂體，其中河口三角洲砂體是造成區(qū)域性砂土液化的主要砂體。通常以砂土的相對密度從和砂土的粒徑和級配．來表征砂土的液化條件。 區(qū)域性砂土地震液化的形成條件從砂土地震液化機制的討論中可以得出，砂土層本身和地震這兩方面具備一定條件才能產生砂土液化。如果砂土位于地下水位以下的飽水帶，情況就完全不同，此時要變密就必須排水。7．2 地震時砂土液化機制 振動液化 砂土受據動時，每個顆粒都受到其值等于振動加翅度與顆粒質量乘積的慣性力的反復作用。1 基本概念及研究意義粒間無內聚力的松散砂體，主要靠粒間摩擦力維持本身的穩(wěn)定性和承受外力。(2)轉換斷層及大的平移斷層，諸如美國加州圣安德烈期斷層、新西蘭阿爾卑斯斷層、土耳其安納托利亞斷層等的附近地帶，由于屬潛在走向滑動型應力狀態(tài)，有產生誘發(fā)地震的可能性。無限延伸水庫荷載應力無空間上的變化，表示荷載應力和空隙水壓力的線都是水平的。已有的地應力測定結果的75％屬水平應力大于垂直應力的情況，這也就是絕大多數水庫蓄水后地震活動性沒有明顯變化的原因。令其值近似等于γh(γ為水的容重，A為水庫水深)，則其值近似等于σv 。n潛在走向滑動型σv迭加于垂直的中間主應力之上，莫爾因大小沒有變化，但水平的最大、 ，致使莫爾園右移，使穩(wěn)定狀況稍有改善。 天然地應力狀態(tài)有潛在正斷型、潛在走沿型和潛在逆沖型三種情況。相應地降低了作用在裂隙面上的有效正應力，從而按下式降低抗剪強度 τ＝C十(σn一pw)tgψ (61）式中： τ為抗簡強度；c為內聚力； σn為正應力；pw為空隙水壓力， ψ為內內摩擦角。 (2)震源區(qū)由于水庫荷載而產生的應力增量一般是很小的，單獨不足以使巖體破壞或使巖體中已有斷裂面的兩側產生相互錯動。屬于逆沖型機制者極共少見，蘇聯(lián)努列克水庫南側的誘發(fā)地層為逆沖斷層型的少數實例之一。(2)水庫誘發(fā)地震余震活動以低速度衰減，例如我國新豐江水庫誘發(fā)地震，1960年10月18日新豐江水庫設立第一個地震臺開始至1987年12月31日止，已記錄到從＞，活動時