【正文】 速率時，巖體中的應(yīng)力和斷裂帶內(nèi)的應(yīng)力都在初期遞增至一定水平后，將穩(wěn)定在與巖體和斷裂應(yīng)變速率相適應(yīng)的水平。 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。 巖體應(yīng)力場與區(qū)域應(yīng)力場研究（主要研究方法）研究途徑：①以地質(zhì)、地貌方法研究構(gòu)造應(yīng)力場的演變歷史和現(xiàn)今應(yīng)力場的基本特征。③在應(yīng)力實測基礎(chǔ)上進行地應(yīng)力場的數(shù)值模擬。二、現(xiàn)今地應(yīng)力基本特征研究主要采用震源機制解（新斷裂網(wǎng)絡(luò)地質(zhì)地貌解析）三、應(yīng)力累積條件和累積程度研究主要查明：a. 歷史上各時期及當(dāng)代地殼隆起的速度和高度。c. 高地力區(qū)的標(biāo)志的地質(zhì)、地貌現(xiàn)象發(fā)育及分布。Kaiser效應(yīng)測量法 區(qū)域地應(yīng)力場的物理模擬及數(shù)值模擬第三章 巖體的變形與破壞 基本概念及研究意義變形：巖體的宏觀連續(xù)性無明顯變化者。巖體破壞的基本形式：（機制）剪切破壞和拉斷（張性）破壞。注意：巖全破壞機制的轉(zhuǎn)化隨圍壓條件的變化而變化。一般認(rèn)為，1/5~1/4[]不可拉斷轉(zhuǎn)化為剪切。有人認(rèn)為（納達），可用偏向的程度來劃分應(yīng)力狀態(tài)類型。堅硬的完整巖體主要表現(xiàn)為張性破壞。碎裂巖體的破壞方式介于二者之間。對第一種情況，某破壞判據(jù)已經(jīng)介紹很多了。三、巖體的強度特征單軸應(yīng)力狀態(tài)時，結(jié)構(gòu)與方向決定了巖體的破壞形式。 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(yīng)力條件下的拉斷破壞當(dāng)時，拉應(yīng)力對巖石破壞起主導(dǎo)作用。當(dāng)時，破壞準(zhǔn)則為： =0時為單軸壓拉斷。產(chǎn)生一系列破裂。（2）不穩(wěn)定破裂階段法向壓碎帶的形成，削弱鎖固段巖石。剪脹，壓碎帶剪壞，鎖固段變薄弱，最終全面貫通。二、單剪應(yīng)力條件下變形破壞機制與過程即力偶作用于有一定厚度的剪切帶中。其中張性雁裂對軟弱帶的強度削弱最大。按約束條件：簡支梁、外伸梁、懸臂梁。極梁彎曲變形分三個階段。梁底中心兩側(cè)出現(xiàn)局部塑性破壞，頂部受拉，但尚未破壞。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。③折斷破壞階段破壞進一步擴展，最終連通、折斷破壞。但可引起地震。②強裂隆起階段，頂部拉裂向縱深發(fā)展，底部x節(jié)理，護展層為中性層。大多數(shù)背斜符合縱彎模式。向斜式滑脫：主要發(fā)生向臨空面方向的滑脫，甚至核部擠出。 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(yīng)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(dǎo)致顆粒與膠結(jié)物接觸界面上的拉裂。二、剪切破裂以 狀巖芯為典型其本質(zhì)也是差異性卸荷回彈，所不同的是其差異性卸荷回彈是由受限面引起的。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)。巖體力學(xué)這已介紹。流變試驗已經(jīng)證實，只有應(yīng)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）。應(yīng)變： （）應(yīng)變速率：＋當(dāng)時，即常數(shù)，常數(shù)。當(dāng)0，則C，巖體松馳。由此看來，巖體變形過程存在一臨界應(yīng)變速率C0。反之，當(dāng)CC0時，加速蠕變，可導(dǎo)致巖體破壞可能。 粘滑和嵌入蠕變粘滑：指剪切破壞過程中，由于動、靜摩擦角的差異或由于凸起體剪斷、翻越，或由于轉(zhuǎn)動磨擦中的翻轉(zhuǎn)所造成的剪切位移突躍現(xiàn)象。嵌入時，靜磨擦系數(shù)將提高。穩(wěn)滑狀態(tài)的產(chǎn)生條件：結(jié)構(gòu)面平堤或有足夠厚的夾泥。 空隙水壓力在巖體變形破壞中的作用一、有效應(yīng)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。即存在時，巖體強度降低。反之變?nèi)?。③巖體變形、破裂封閉水體，破裂形成使空隙水壓力降低甚至形成負(fù)壓，形成膨脹強化現(xiàn)象。“水擊”現(xiàn)象。基本組合地質(zhì)模式：蠕滑—拉裂滑移—壓致拉裂彎曲—拉裂塑流—拉裂滑移—彎曲第四章 活斷層的工程地質(zhì)研究 基本要領(lǐng)及研究意義活斷層：目前還在持續(xù)活動，或在近期地質(zhì)歷史時期活動過，極可能在不遠的將來重新活動的斷層10000年以來活動過的斷層稱全新活動斷層。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）。一、走向滑動斷層應(yīng)力狀態(tài)為垂直，、水平。二、 逆斷層應(yīng)力狀態(tài)為垂直，、水平。斷層面的地面出露線不平直，呈波狀彎曲。三、正斷層應(yīng)力狀態(tài)為垂直，、水平。之間。由于地應(yīng)力場的復(fù)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?；顢鄬踊顒拥膬煞N基本方式：粘滑和穩(wěn)滑。 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。地震愈大，震源愈淺，則地表錯段就愈長。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。但若采用地震面波震級Ms與或進行相關(guān)分析，則有較好的關(guān)系，見圖412和413。 活斷層的錯動速率和重復(fù)周期錯動速率與地震重現(xiàn)周期是地震預(yù)報的重要數(shù)據(jù)。根據(jù)斷層速率，我國將其分為四級。另一種研究方法，叫地質(zhì)、地貌分析法。古地震事件的地貌證據(jù)：走滑型：沖溝 、溪流、階地、沖積扇和山脊錯斷傾滑型：斷層陡坎、斷層三角面、斷陷湖等此外，如錯斷第四系、地震崩積楔、地震沖填楔等。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）。因此，研究活斷層錯速率和重交周期的地質(zhì)、地貌學(xué)方法，首先是取得某一斷層多次古地震事件位錯資料（地震崩積楔、地震充填楔）。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(fù)周期?？臻g上，有弱活動區(qū)和強活動區(qū)這分，并隨時間發(fā)生遷移。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。同一斷層的不同段，也存在不均勻性。以郯廬斷裂為例。研究活動斷裂的發(fā)展規(guī)律及其時間序列。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?；顒訒r期老的活斷層地帶優(yōu)于新的地帶。（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。e. 避開有加重震害的突出孤立地形、崩滑斜坡地帶。 建筑物類型選擇選擇有利于抗大變形的建筑物類型。選擇有利于抗震的平面設(shè)計（圖、方形、矩形）無凹凸，有利的立面設(shè)計（利用沉降縫分割成規(guī)則單元）減輕重量，降低重心。錯動幅度及變形帶寬度，以及活斷層的活動時間間隔。斷陷湖及洼地。三、地震標(biāo)志震中沿一定的斷層線分布。紅外攝影，了解地下水的分布特征。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。震中：震源在地面的投影。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。地震波種類：體坡 P波（縱波）、S波（橫波） 面坡 R波（瑞利波）、Q波（勒夫波） 震源機制和震源參數(shù)震源機制：地震發(fā)生時震源的物理過程。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。二、震源參數(shù)震源實際上一個產(chǎn)生有限錯動的斷層面。 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。它不僅取決于地震能量大小，還與震源深度、震中距離、傳播介質(zhì)特征等因素有關(guān)。（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。但統(tǒng)計也較困難。 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。由于地幔物質(zhì)對流，運載著深浮其上的剛性極塊運移，因而造成了板塊增生帶、板塊消減帶和轉(zhuǎn)換斷層三個發(fā)震構(gòu)造帶。c. 板塊消減帶兩大板塊相接觸，產(chǎn)生兩種運動方式：俯沖和碰撞。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。一、我國強震空間分布及地震帶劃分以東經(jīng)105186。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。地震發(fā)震深度西部40~70km，東部20km，東南沿海僅10km。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(yīng)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(jì)以來有明顯活動的、晚第三紀(jì)以來有活動者和新生代以來有活動者的比例為7∶2∶1。b. 強震與斷陷盆地的關(guān)系斷陷盆地受活動斷裂的影響和控制，因而也是強震的多發(fā)地。②盆地間或盆地內(nèi)由橫向斷裂控制的隆起帶兩側(cè)。④斷陷盆地內(nèi)多組斷裂交匯部位。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。1977年內(nèi)國家地震局已編制了《中國地震烈火度區(qū)域劃分圖》，作為工程建設(shè)參考。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(yīng)的震中烈度。編制地震烈度區(qū)劃圖。（略） 場地地震反應(yīng)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。地震的小區(qū)劃圖的編制需要結(jié)構(gòu)場地的具體工程地質(zhì)條件，根據(jù)地震破壞效應(yīng)來進行。它包括兩個方面的內(nèi)容：場地破壞效應(yīng)和強烈震動效應(yīng)。其二，地震力超過地面質(zhì)點的彈性極限，從而形成地面破裂。如地震砂土液化引起地基失效。 強烈地震動強烈地震動造成的地震力是造成人員傷亡的直接原因，地震力的大小為：F=ma==k?mK：地震系數(shù)：垂直、水平描述地震強烈程度的參數(shù)為：振幅、頻譜和地震持續(xù)時間。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。當(dāng)震動的頻率與地基的固有頻率（特征周期、卓越周期）相同（相近）時，地基發(fā)生共振，震達到最大值。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。圖538和表58（P220）二、深厚松散覆蓋層松散覆蓋層自振周期長，震動持續(xù)時間也較長，因一般震害較重。表59 （P221）隨沉積層厚度的增大，木結(jié)構(gòu)房屋破壞嚴(yán)重。三、局部地形對震害一般突出、孤立地形對震害有加強作用，而低洼地帶對震害有減弱的作用。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。b. 滲流液化①滲流液化產(chǎn)生條件滲流段微元左端作用的水壓力為：F1=右 F2=合力為： F=F1F2= F1=當(dāng)水石流動時，相當(dāng)于土體微元固體積水作用于滲流方向上地分力。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。將向壓力小的方向消散。粘粒，具有較大的粒間粘結(jié)力，對液化有抵卸作用。對于粉土不液化條件：地震烈度789粘粒含量（%）101316不發(fā)生液化原位試驗判別（粉、細砂、粉土）Ncr = No [ + ( dsdw) ] N0：基準(zhǔn)標(biāo)貫擊數(shù)； ds：標(biāo)貫深度 dw：地下水位 ：粉粒含量百分比 烈 度789近 震61016遠 震812—當(dāng)NNcr時，不易液化。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(yīng)力。工程上，當(dāng)上覆土層厚度和地下水深度符合下列條件之一，則不考慮液化。故，一般晚更新世（Q3）以前的土可判定為不液化。第六章 水庫誘發(fā)地震活動的工程地質(zhì)分析6其形成一方面依賴于該區(qū)的地質(zhì)條件、地應(yīng)力狀態(tài)和有待釋放的應(yīng)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(yīng)力場的平衡狀態(tài)密切相關(guān)?？墒窃谡８咚桓浇?，水位波動幾米庫容變化卻很大，顯然庫底巖石所承受的水庫附加荷載以及附加荷載的影響深度都隨之產(chǎn)生較大變化，水庫底部承受附加應(yīng)力超出一定值的巖石的體積也會產(chǎn)生很大變化。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