【正文】 ，地表巖體卸荷尚未完成）b. 水平應力①各方向上應力水平各異，并非如，最大值與最小值的關(guān)系為=(~) ，且相互正交，②水平應力隨深度變化分三種情況即 （重力型）= 少見（靜水壓力型）深部塑性區(qū) 多見（構(gòu)造應力型）或卸荷作用③淺部應力與深部應力狀態(tài)差異明顯由于淺部河谷臨空面的影響，使近地表巖體中應力無論量值還是方向均發(fā)生重大變化。③在應力實測基礎(chǔ)上進行地應力場的數(shù)值模擬。c. 高地力區(qū)的標志的地質(zhì)、地貌現(xiàn)象發(fā)育及分布。巖體破壞的基本形式：（機制）剪切破壞和拉斷（張性）破壞。一般認為，1/5~1/4[]不可拉斷轉(zhuǎn)化為剪切。堅硬的完整巖體主要表現(xiàn)為張性破壞。對第一種情況，某破壞判據(jù)已經(jīng)介紹很多了。 巖體在加荷過程中的變形與破壞 拉斷破壞機制與過程一、拉應力條件下的拉斷破壞當時，拉應力對巖石破壞起主導作用。產(chǎn)生一系列破裂。剪脹，壓碎帶剪壞，鎖固段變薄弱，最終全面貫通。其中張性雁裂對軟弱帶的強度削弱最大。極梁彎曲變形分三個階段。②強列隆起階段隨彎曲加劇，軸部頂、底均出現(xiàn)破壞區(qū)，并有上下貫通的趨勢。但可引起地震。大多數(shù)背斜符合縱彎模式。 差異性卸荷回彈造成的破裂一、張性破裂面a. 材料性質(zhì)不同造成b. 應力歷史不同造成顆粒受壓變形，后期膠結(jié)，膠結(jié)物未經(jīng)壓縮，卸荷面導致顆粒與膠結(jié)物接觸界面上的拉裂。這種模型僅考慮了粘性和彈性性質(zhì)，而沒有考慮巖石介質(zhì)的塑性性質(zhì)。流變試驗已經(jīng)證實，只有應力水平達到或超過其長期強度，加速蠕變階段才能出現(xiàn)（累進性破壞）。當0，則C，巖體松馳。反之，當CC0時，加速蠕變，可導致巖體破壞可能。嵌入時，靜磨擦系數(shù)將提高。 空隙水壓力在巖體變形破壞中的作用一、有效應力原理在巖體中的適用性完全適用注意：其對巖體強度的影響。反之變?nèi)??！八畵簟爆F(xiàn)象。意義（工程意義）：規(guī)避重大破壞性地震對建筑群的破壞，防止因活斷層位錯壞建筑物（無破壞性地震）。二、 逆斷層應力狀態(tài)為垂直，、水平。三、正斷層應力狀態(tài)為垂直，、水平。由于地應力場的復雜性，因此，實際發(fā)育的斷層往往既有水平運動分量亦有垂直運動分量。 活斷層的長度和斷距對活斷層，其長度和斷距是表征活斷層的重要數(shù)據(jù)，通常用：強度導致地面破裂的長度（L）和一次錯段的最大位移（D）來表示。然而，斷裂面長度與震級之間的關(guān)系并非如此簡單，還受許多因素的影響。 活斷層的錯動速率和重復周期錯動速率與地震重現(xiàn)周期是地震預報的重要數(shù)據(jù)。另一種研究方法，叫地質(zhì)、地貌分析法。地震崩積楔關(guān)于測年，有許多方法，用得較普遍的是14C，此外如熱釋光（TL）電子自旋共振等方法（ESR）。由此研究這一條斷裂的平均位錯速率及由這一速率形成地震的位錯量，推算下一次地震的重復周期。特點 總體 時間上 具群集性 相對于分布稀疏總體：單發(fā)型 每隔一段時間發(fā)生一次強震，新驗的二臺斷裂 群集型 在某段時間多發(fā)，別的時間稀少 阿爾金斷裂 混合型 某時段群發(fā)，某時段單發(fā) 解水河斷裂 活斷層錯動在空間上的不均勻性我國活斷層的錯動速率具有區(qū)域性的不均勻性，根據(jù)區(qū)域性差異，共分為七個斷塊，其中青藏高原、臺灣等斷塊、斷層的新活動性比較強烈。以郯廬斷裂為例。當不能避讓活斷裂時，也必須在場地選擇、建筑物類型選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面采取措施，以保證建筑物的安全。（逆斷和正斷的下盤有利抗震）c. 避開填土層，避開結(jié)構(gòu)自振周期與土層特征周期相同（相近）地帶。 建筑物類型選擇選擇有利于抗大變形的建筑物類型。錯動幅度及變形帶寬度，以及活斷層的活動時間間隔。三、地震標志震中沿一定的斷層線分布。提取樣品 14C、TL、ESR研究擦痕研究斷層性及混入物 充填物（砂脈等）注意區(qū)別假象第五章 地震的工程地質(zhì)研究 基本概念及研究意義地震：地表巖層中因彈性波的傳播所引起的震動。按震源深度將地震分為：淺源地震（0~70km）中源地震（70~300km） 深源地震（300~700km）我國地處兩大地震帶，是地震多發(fā)國家。一、震源機制推拉模式單力偶模式雙力偶模式震源機制斷層面解利用赤平投影可以表達地震P波初動最適合的象限分布特征。 地震的震級和烈度震級是表示地震發(fā)生時，震源釋放的能量大小。（見表5－2）平均震害指數(shù)： i=震害指數(shù) 0≤i≤1僅相類似條件比較才能真正確定出地震烈度的相對強弱。 我國地震地質(zhì)的基本特征 世界范圍內(nèi)的主要地震帶及其大地構(gòu)造環(huán)境地震并非均勻分布在地球各部分，而是集中于某些特定的條帶，稱為地震帶。印度板塊與歐亞板塊發(fā)生碰撞，歐亞板塊以低角度仰沖起覆于印度板塊之上，形成喜馬拉雅山強烈隆開，并伴隨地震，以低角度逆動型地震為主。有的研究者將我國及鄰近區(qū)域共劃分為12個地震區(qū)見P194頁圖521。a. 強震與活動斷裂的關(guān)系強震經(jīng)常發(fā)生在活動斷裂的應力集中的特定部位上，如：①活動得大斷裂的交匯部位，約占50%；②活動性得大斷裂的轉(zhuǎn)折段，約占15%；③活動性得大斷裂的端部或鎖固段（錯裂段）在發(fā)震斷裂中，第四紀以來有明顯活動的、晚第三紀以來有活動者和新生代以來有活動者的比例為7∶2∶1。②盆地間或盆地內(nèi)由橫向斷裂控制的隆起帶兩側(cè)。c. 地震活動與深部構(gòu)造的關(guān)系主要是地殼厚度的梯度異常帶或莫霍面的梯度異常帶，如青藏高原周邊，常發(fā)育深達地殼的地殼斷裂，或巖石圈斷裂，常發(fā)生強震。其后，根據(jù)地震活動危險區(qū)，以及我國歷史地震的震級與震中烈度的經(jīng)驗關(guān)系，將各級地震危險區(qū)核算為相應的震中烈度。（略） 場地地震反應及地震小區(qū)劃上述的地震區(qū)劃圖比例尺太小，是較大地區(qū)內(nèi)地震危險性的平均估計。它包括兩個方面的內(nèi)容：場地破壞效應和強烈震動效應。如地震砂土液化引起地基失效。二、頻譜地震波是由不同振幅、不同頻率的諧波合成的，不同振幅、不同相位的諧波隨頻率的變化規(guī)律稱為頻譜。三、持續(xù)時間震動持續(xù)時間愈長，對建筑物的危害也愈大。表59 （P221）隨沉積層厚度的增大，木結(jié)構(gòu)房屋破壞嚴重。四、砂土液化a. 砂土液化機理砂土液化按形成機制可分為振動液化和滲流液化。②滲流液化對于砂土滲流液化來說，除原有的靜水壓力Pwo外，還有因振動所產(chǎn)生的超孔隙水壓力Pwe。粘粒，具有較大的粒間粘結(jié)力，對液化有抵卸作用。從固結(jié)壓力來講，埋藏愈深，自重壓力愈大，有利于產(chǎn)生較大的有效應力。故，一般晚更新世（Q3）以前的土可判定為不液化。其形成一方面依賴于該區(qū)的地質(zhì)條件、地應力狀態(tài)和有待釋放的應變能積累程度等因素；另一方面也與工程行為是否改變了一定范圍內(nèi)應力場的平衡狀態(tài)密切相關(guān)。n 庫、壩區(qū)均位于厚達1500m、產(chǎn)狀水平、自古至始新世噴發(fā)的玄武巖層之上，由致密塊狀玄武巖與凝灰?guī)r及氣孔狀玄武巖互層，凝灰?guī)r中央有紅色粘土，滲透性不良(圖6—7)。n或是密集于水庫最大水深處及其附近(卡里巴、科因納)，n或是位于水庫主體兩側(cè)的峽谷區(qū)(新豐江見圖6—12，丹江口如圖6—25)。一般多在地表之下10km之內(nèi)，以4—7km范圍內(nèi)為最多，且有初期淺隨后逐步加深的趨勢。一般是水庫蓄水幾個月之后為微地震活動即有明顯的增強，隨后地震頻度也隨水位或庫容而明顯變化，但地震活動峰值在時間上均較水位或庫容峰值有所滯后。以新豐江水庫誘發(fā)地震為例，從蓄水到主震發(fā)生的39個月內(nèi)，共記錄到從＞。 (2)水庫誘發(fā)地震震源機制主要為走向滑動型和正斷型兩種，且前者多于后者。這方面的證據(jù)最主要的有以下兩點： (1)根據(jù)水庫誘發(fā)地震震源機制解得出的應力場與該區(qū)天然地震應力場或根據(jù)近期活動構(gòu)造所得出的區(qū)域應力場完全一致．說明產(chǎn)生地震的應力場并非是由于水庫荷載產(chǎn)生的，而是近期構(gòu)造活動天然形成的。只有當水庫蓄水前庫底巖體是干的才會出現(xiàn)這種效應，而天然情況下河谷下的斷裂面上一般是含水的．可見這類效應并非是經(jīng)常部起作用的。假定水庫水體為無限延伸的，現(xiàn)在讓我們分別討論各種天然應力狀態(tài)下誘發(fā)地震活動的情況。如圖632所示，正斷型時由于σv與垂直方向的最大主應力迭加， σv ，莫爾園加大并稍向右移，結(jié)果是更接近于包絡(luò)線，即穩(wěn)定條件有所惡化?？障端畨毫π瑫r使最大最小主應力減小一個空隙水壓力增值。潛在逆沖型的莫爾圓因荷載效應使之離開包絡(luò)線的距離大致等于空隙水壓力效應使之接近包絡(luò)線的距離，但是荷載效應使改變了的莫爾圓小于原始莫爾圓，所以最終穩(wěn)定程度稍有改善。圖6—33圖解表示了無限延伸水庫(a)及有限延伸水庫(b)n的荷載應力及空隙水壓力的不同。例如環(huán)太平洋地震帶除美國西海岸一帶及新西蘭的一大部分外均屬于板塊俯沖帶，在這帶內(nèi)水庫誘發(fā)地層的震例極少。 水庫誘發(fā)地震工程地質(zhì)研究的基本原則7. 地震導致的區(qū)域性砂土液化7砂土液化引起的破壞主要有以下四種：(1)涌砂；(2)地基失效；(3)滑塌；(4)地面沉降及地面塌陷。如果砂土位于地下水位以上的包氣帶中，由于空氣可壓縮又易于排出，通過氣體的迅速排出立即可以完成這種調(diào)整與變密過程，此時只有砂土體積縮小而出現(xiàn)的“覆陷”現(xiàn)象，不會液化。前一個周期的剩余孔隙水壓尚未消散，下一周期產(chǎn)生的新的剩余孔隙水壓力又迭加上來，故隨振動持續(xù)時間的增長，剩余孔隙水壓會不斷累積而增大。高的剩余空隙水壓力形成的必要條件，一是地震時砂土必須有明顯的體積縮小從而產(chǎn)生空防水的排水．二是向砂土外的排水滯后于砂體的振動變密，即砂體的滲透性能不良，不利于剩余空隙水壓力的迅速稍散，于是隨荷載循環(huán)的增加空隙水壓力因不斷累積而升高。地下水埋深愈淺，非液化蓋層愈薄，則愈易液化。7 地震液化初判的限界指標 地震條件 1．液化最大震中距 分析我國1955年以前近900 a間歷次地震噴水冒砂資料得出震級(M)與液化最大震中距(Dmax)有如下關(guān)系： Dmax＝(M5)由上式可以判定，如M＝5則液化范圍限于震中附近1km之內(nèi)。 埋藏條件 1．最大液化深度n 一般認為液化判別應在地下15m深度范圍內(nèi)進行。(3)不均勻系數(shù)(η)不大于10；(4)相對密度(Dr)不大于75％；(5)級配不連續(xù)的土粒徑＜1m 現(xiàn)場測試法n 幾種初步判別認為有可能液化或需考慮液化影響的飽和砂土或粉土，都應進行以現(xiàn)場測試為主的進一步判別。所以國外多采用標準貫入擊數(shù)值來進行液化可能性的初步判斷。 增加蓋重 新泥地震時強烈液化的C區(qū)，有的建筑物建于原地面上覆有3m厚的填土層上，周圍建筑物強烈損壞而此建筑物則無損害。(3)橋墩下沉，橋梁凈空減小，影響水上交通.(4)在一些地面沉降強烈的地區(qū)，伴隨地面垂直沉陷而發(fā)生的較大水平位移，往往會對許多地面和地下構(gòu)筑物造成巨大危害。根據(jù)有效應力原理可知，土中由復蓋層荷載引起的總應力是由孔隙中的水和土顆粒骨架共同承擔的。 土層的性質(zhì)及其變化與地面沉降的關(guān)系 8通常將曾經(jīng)作用于土層中的最大有效應力稱為該土層的予固結(jié)應力(或先期固結(jié)應力)，它相當于壓縮曲線上開始的近水平段終點處的壓力值(如圖8—7)，故可通過實驗加以測定。從土層內(nèi)的應力轉(zhuǎn)變條件來看，承壓水位大幅度波動式的趨勢性降低，則是造成范圍不斷擴大的、累進性應力轉(zhuǎn)變的必要前提。 粘性土層孔隙水壓力的觀測 為研究抽、灌水作用下，土層不同深度處孔隙水壓力的相關(guān)數(shù)據(jù)，應有計劃地開展現(xiàn)場孔隙水壓力觀測工作。斜巖土體穩(wěn)定工程地質(zhì)分析的重要任務(wù)是：* 斜坡穩(wěn)定性評價和預測* 設(shè)計合理的邊坡及制定有泖的斜坡整治措施 斜坡巖體應力分布特征 斜坡應場的基本特征斜坡形成后引起斜坡臨空面周圍卸荷回彈，在坡面附近造成應力重分布，其特點如下：（1）最大重應力近于平行臨空面，最小重應力近于與坡面正交。 影響斜坡巖體應力分布的重要因素a. 原始應力狀態(tài)b. 坡形c. 巖體特征和結(jié)構(gòu)特征對均質(zhì)體而言，巖體彈模，泊松比對斜坡應力分布影響不大。在此之前的斜坡演進過程稱為變形。 崩塌包括撒落、落石（墜落）、巖崩、山崩等多種形式。高陡山坡，一般55186。軟硬相間巖體易形風化凹醋，上覆堅硬巖體易崩塌。節(jié)理、斷裂對斜坡巖體分割、易于形成分離巖體，形成崩塌。 滑坡的組成部分（要素）為：b. 滑坡的分類有許多分類方案。至位移逆減為零的位置，剪應力高度集中，此位置即為潛在滑移面位置。b. 巖緣拉裂通常形成反坡臺坎，由于后緣拉應力釋放，潛在剪切面上的剪應力集中程度加大。這種類型的滑坡可按瑞典圓弧法計算其穩(wěn)定系數(shù)。b. 壓致拉裂面自下布上擴展階段在大致平行坡面的重壓應力作用下，拉裂隙端部被壓致拉裂，裂紋擴展方向逐漸趨向于主壓應力方面一致。d. 起動判據(jù)根據(jù)三維應力狀態(tài)下含軟弱結(jié)構(gòu)面強度計算公式： ？為與結(jié)構(gòu)面的夾角?；履芊裥纬?，取決于滑面產(chǎn)狀及后緣分隔條件。變形過程：層狀巖體在自重作用下沿外傾結(jié)構(gòu)面蠕變下滑，由于下部滑移面未臨空，造成坡腳附近順層板梁縱向受壓，在一定條件下彎曲隆起進而發(fā)展成滑坡。彎曲部位巖體擴容，地面顯著隆起，巖體松動。起動判據(jù)K = Ler/L 實際長度Lcr = 臨界長度式中： 各符號意義見書（P331）當K≤1時，有屈曲可能。演化過程：a. 卸荷回彈陡傾拉裂階段。彎曲拉裂彎曲判據(jù)根據(jù)重自應力h為彎折斷高度，t為平行板梁表面裂隙間距。演化過程：a. 卸荷回彈，陡出裂縫形成。c. 深部塑流——拉裂隨陡坡坡緣破壞，變形向坡緣后部推移。第一，改變斜坡的外形→改變斜坡