【正文】 c. 深部塑流——拉裂隨陡坡坡緣破壞，變形向坡緣后部推移。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(dāng)K≤1時，有屈曲可能。d. 起動判據(jù)根據(jù)三維應(yīng)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。至位移逆減為零的位置，剪應(yīng)力高度集中，此位置即為潛在滑移面位置。高陡山坡，一般55186。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(yù)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(yīng)力分布特征 斜坡應(yīng)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(yīng)力重分布，其特點如下：（1）最大重應(yīng)力近于平行臨空面，最小重應(yīng)力近于與坡面正交。通常將曾經(jīng)作用于土層中的最大有效應(yīng)力稱為該土層的予固結(jié)應(yīng)力(或先期固結(jié)應(yīng)力)，它相當(dāng)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。 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。 埋藏條件 1．最大液化深度n 一般認(rèn)為液化判別應(yīng)在地下15m深度范圍內(nèi)進行。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。 水庫誘發(fā)地震工程地質(zhì)研究的基本原則7. 地震導(dǎo)致的區(qū)域性砂土液化7空隙水壓力效應(yīng)同時使最大最小主應(yīng)力減小一個空隙水壓力增值。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(yīng)力場與該區(qū)天然地震應(yīng)力場或根據(jù)近期活動構(gòu)造所得出的區(qū)域應(yīng)力場完全一致．說明產(chǎn)生地震的應(yīng)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。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。故，一般晚更新世（Q3）以前的土可判定為不液化。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。如地震砂土液化引起地基失效。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。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。 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。三、地震標(biāo)志震中沿一定的斷層線分布。當(dāng)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。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）。 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(dǎo)致地面破裂的長度（L）和一次錯段的最大位移（D）來表示。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）。嵌入時，靜磨擦系數(shù)將提高。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)。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。產(chǎn)生一系列破裂。一般認(rèn)為，1/5~1/4[]不可拉斷轉(zhuǎn)化為剪切。 巖體應(yīng)力的若干規(guī)律a. 垂直應(yīng)力 （巖體應(yīng)力隨深度增加，地表巖體卸荷尚未完成）b. 水平應(yīng)力①各方向上應(yīng)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(yīng)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(yīng)力型）或卸荷作用③淺部應(yīng)力與深部應(yīng)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(yīng)力無論量值還是方向均發(fā)生重大變化。、水平 垂直③潛在正斷型和張剪性走滑型應(yīng)力狀態(tài)區(qū)，主要分布于西藏高原（正斷型）、東北、華北地區(qū)，汾渭地塹（張剪走滑型）。則 水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的減小幅有很大不同。實踐證明，采用六條測線已能正確探明結(jié)構(gòu)面的狀況。后期疊加脆性破裂，沿推覆方向逐漸增強。以河流沉積主要相模式的研究為例。風(fēng)化、地下水等。例：區(qū)域穩(wěn)定問題 巖土體穩(wěn)定問題 圍巖穩(wěn)定問題 地基穩(wěn)定問題 邊坡穩(wěn)定問題變形 程度 時間效應(yīng)研究內(nèi)容：工程地質(zhì)問題產(chǎn)生的地質(zhì)條件、形成機制、發(fā)展演化趨勢研究方法：地質(zhì)分析、地質(zhì)模擬分析、試驗分析、力學(xué)分析第一章 地殼巖體結(jié)構(gòu)的工程地質(zhì)分析 基本概念巖體：指與工程建設(shè)有關(guān)的那一部分地質(zhì)體。如Y軸抗壓強度。（P20）注意洪泛平原砂巖層與天然堤粉砂質(zhì)泥巖層的展布特征。a. 深部形成一系列拉張斷裂或正斷層。其它線段的應(yīng)測結(jié)構(gòu)面數(shù)量修改為：（按某組結(jié)構(gòu)面進行校正）b. 方位校正即調(diào)整到結(jié)構(gòu)面組法線方向上來確定結(jié)構(gòu)面的數(shù)量。③ 應(yīng)力在坡腳附近顯著增大。反之，局部拉應(yīng)力集中區(qū)形成拗陷和拉裂型構(gòu)造，伴正斷型地震。 地質(zhì)、地貌研究一、構(gòu)造應(yīng)力場演變歷史的研究可采用地質(zhì)力學(xué)的研究方法（構(gòu)造體系配套）配合斷層錯動機制的極射赤平投影方法。含軟弱結(jié)構(gòu)面的塊狀巖體，當(dāng)結(jié)構(gòu)面與最大主應(yīng)力夾角合適時，則表現(xiàn)為沿結(jié)構(gòu)面的剪切。剪切破壞過程中巖石銷固段被各個擊破，所以整個剪切過程中剪切位段具有脈動的特征。三、縱彎曲條件下巖體的變形與破壞a. 極梁的屈曲的應(yīng)力條件由經(jīng)典歐拉公式，簡支梁條件下，屈曲的縱向壓力 其中慣性矩J=bh3/12 （矩形梁板時取單寬）則臨界應(yīng)力 多層板梁組合情況（二層介質(zhì)），等厚 n：板梁層數(shù)彎曲段波長：b. 軸部的變形與破壞亦可分為三個階段：①輕微隆起階段，頂部拉裂，底部出現(xiàn)剖面x節(jié)理。 巖體變形破壞與應(yīng)變速率的關(guān)系由馬克斯韋爾模型來說明。 顯然。特征：斷層地傾角較小，一般20－40o之間，上盤上升引起上盤一側(cè)地面隆升，下盤一般無地表變形，分支斷層發(fā)育，主要產(chǎn)生在上盤。如斷裂面的形狀，剪切模量、斷層性質(zhì)、大地構(gòu)造環(huán)境等因素有關(guān)。此外，地震重復(fù)周期與一次地震產(chǎn)生的位錯量成正比，而與平均錯動速率成反比，即：有蠕滑成分時， 活斷層活動的時空不均勻性時間上，時密（群發(fā)性），時稀。d. 避開淺埋大溶洞、地下采空區(qū)等地帶。震源：地球深處因巖石破裂引起地殼振動的發(fā)源地。有的學(xué)者想用地震力的大小來表描地震的破壞力。從西部看，地震以喜馬拉雅南緣、青藏高原南部最強，向北減弱，但天山南北地震有所增強。地震影響烈度及其分布范圍。由于地震波頻譜復(fù)雜，因而地基對某些頻率的波有選擇性放大的作用。（內(nèi)骨架轉(zhuǎn)化而來）總孔隙水壓力PW = Pwo + Pwe而 Pwo = Pwe = 則 Pw = Pwo + Pwe = 即起孔隙水壓力隨深度的增加而增大。 水庫誘發(fā)地震活動性變化的幾種典型情況 蓄水后地震活動性增強 卡里巴—科列馬斯塔型n 地震活動性的主要變化主要發(fā)生在1963年6月水庫蓄水位超出正常高水位之后，此時水頭增值僅為2％，以此作為地震活動性強烈變化的誘因是缺乏說服力的。n 我國幾個水庫誘發(fā)地震蓄水開始與微震活動加強有如表6—3所示的關(guān)系。相應(yīng)地降低了作用在裂隙面上的有效正應(yīng)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(nèi)聚力； σn為正應(yīng)力；pw為空隙水壓力， ψ為內(nèi)內(nèi)摩擦角。已有的地應(yīng)力測定結(jié)果的75％屬水平應(yīng)力大于垂直應(yīng)力的情況，這也就是絕大多數(shù)水庫蓄水后地震活動性沒有明顯變化的原因。7．2 地震時砂土液化機制 振動液化 砂土受據(jù)動時，每個顆粒都受到其值等于振動加翅度與顆粒質(zhì)量乘積的慣性力的反復(fù)作用。 飽水砂層的成因和時代n 具備上述的顆粒細、結(jié)構(gòu)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。m的顆粒含量大于40％；(6)塑性指數(shù)(Ip)不大于10。(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(shè)的各方面帶來一定影響。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(yīng)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。對斜坡應(yīng)力分布影響最大的是巖體結(jié)構(gòu)特征，斜坡附近的結(jié)構(gòu)面往往是應(yīng)力集中的部位。③坡體結(jié)構(gòu)。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(dāng)后緣分割條件成熟時，滑面的內(nèi)磨擦角小于斜坡角 ，則滑坡發(fā)生。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。第二，改變斜坡的巖體結(jié)構(gòu)特征→使斜坡的強度降低。軟巖塑流擠出又導(dǎo)致上覆巖層拉裂。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。巖層內(nèi)領(lǐng)固段或錯段附近因拉應(yīng)力集中而產(chǎn)生自下而上擴展的拉裂隙。 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。 斜坡破壞的基本類型斜坡破壞分類方案很多，按破壞物質(zhì)的運動方式分崩塌和滑坡。 8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?qū)嶋H應(yīng)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(jié)問題處理。 標(biāo)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(zhì)、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(biāo)貫試驗法探測土層性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，二者貫入擊數(shù)基本相同，B區(qū)的貫入擊數(shù)顯著高于C區(qū)(圖7—20)。 砂土地震液化的判別7應(yīng)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(chǎn)生的擠壓力，于是就產(chǎn)生了剩余孔隙水壓力或超孔隙水壓力(excess pore water pressure)。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(chǎn)生水庫誘發(fā)地震的地質(zhì)條件 大地構(gòu)造條件 （1)板塊俯沖、碰撞帶介于潛在逆沖型的應(yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能性很小。顯然，上述三種應(yīng)力狀態(tài)下荷載效應(yīng)所造成的后果是不同的。 水庫誘發(fā)地震的震源機制解 根據(jù)所有研究過的水庫誘發(fā)地震的震源機制服應(yīng)指出以下值得注意的兩點： (1)由震源機制解得出的應(yīng)力場，與天然地震應(yīng)力場或根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特征判定的應(yīng)力場相同。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)。埋藏條件根據(jù)砂土液化機理，只有當(dāng)孔隙水壓力大于砂粒間的有效應(yīng)力時，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)時間。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。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。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。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。震源參數(shù)：指描述震源物理過程的一組物理量。 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。 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。ABCD100R1010R11RR特別強烈強烈中等弱m7~6~6以下對斷層錯動速率的研究，可以采用跨斷層重復(fù)測量，但對于獲取平均錯動速率有時較難。上盤下降并發(fā)育分支斷層正斷層可以引發(fā)中強震。非封閉水體，破裂擴容超過地下水補給，亦可形成膨脹強化現(xiàn)象。當(dāng)CC0時，無加速蠕變。（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。梁彎曲時，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。復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時，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。破壞：巖體的宏觀連續(xù)性已發(fā)生明顯變化。b. 地應(yīng)力隨時間變化的一般規(guī)律從以上規(guī)律可得出應(yīng)力隨時間變化的一般規(guī)律。 我國地應(yīng)力場的空間分布隨時間變化的一般規(guī)律 我國地應(yīng)力場的空間分布特點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。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