【正文】 灰?guī)r中央有紅色粘土，滲透性不良(圖6—7)。這主要是這類地層的產(chǎn)生空間和地震活動(dòng)隨時(shí)間的變化與水庫(kù)所在空間和水庫(kù)水位或荷載隨時(shí)間的變化密切相關(guān)，表示介質(zhì)品質(zhì)的地震序列有其固有特點(diǎn)和震源機(jī)制解得出的應(yīng)力場(chǎng)與同一地區(qū)產(chǎn)生天然地震的應(yīng)力場(chǎng)基本相同。n或是密集于水庫(kù)最大水深處及其附近(卡里巴、科因納)，n或是位于水庫(kù)主體兩側(cè)的峽谷區(qū)(新豐江見圖6—12，丹江口如圖6—25)。n有的水庫(kù)誘發(fā)地層初期距水庫(kù)較遠(yuǎn)而隨后逐漸向水庫(kù)集中(丹江口、蘇聯(lián)的努列克)。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(shì)。n 由于震源淺，所以面波強(qiáng)烈，震中烈度一般較天然地層高，零點(diǎn)幾級(jí)就有感，3級(jí)就可以造成破壞。一般是水庫(kù)蓄水幾個(gè)月之后為微地震活動(dòng)即有明顯的增強(qiáng)，隨后地震頻度也隨水位或庫(kù)容而明顯變化，但地震活動(dòng)峰值在時(shí)間上均較水位或庫(kù)容峰值有所滯后。 水庫(kù)誘發(fā)地震序列的特點(diǎn)n 既然水庫(kù)誘發(fā)地震有水的活動(dòng)和水庫(kù)荷載參與，這一特點(diǎn)必然在地震序列中有所反映。以新豐江水庫(kù)誘發(fā)地震為例，從蓄水到主震發(fā)生的39個(gè)月內(nèi)，共記錄到從＞。(3)頻度震級(jí)關(guān)系式中b值高和最大余震與主震震級(jí)比值高，主震震級(jí)不高。 (2)水庫(kù)誘發(fā)地震震源機(jī)制主要為走向滑動(dòng)型和正斷型兩種，且前者多于后者。6．4 水庫(kù)誘發(fā)地震的誘發(fā)機(jī)制 水庫(kù)誘發(fā)地震的確切誘因現(xiàn)在尚未完全查明，但已有震例已經(jīng)以充分資料證明，這類地震不是由于水庫(kù)荷載直接造成的．而是水庫(kù)的某種作用間接誘發(fā)的(indirectly induced)。這方面的證據(jù)最主要的有以下兩點(diǎn)： (1)根據(jù)水庫(kù)誘發(fā)地震震源機(jī)制解得出的應(yīng)力場(chǎng)與該區(qū)天然地震應(yīng)力場(chǎng)或根據(jù)近期活動(dòng)構(gòu)造所得出的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)完全一致．說(shuō)明產(chǎn)生地震的應(yīng)力場(chǎng)并非是由于水庫(kù)荷載產(chǎn)生的，而是近期構(gòu)造活動(dòng)天然形成的。6．4．2 水庫(kù)蓄水對(duì)庫(kù)底巖體的各種效應(yīng) 概括說(shuō)來(lái)，水庫(kù)蓄水以后對(duì)庫(kù)底巖體可以產(chǎn)生以下三方面的效應(yīng)。只有當(dāng)水庫(kù)蓄水前庫(kù)底巖體是干的才會(huì)出現(xiàn)這種效應(yīng)，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(yīng)并非是經(jīng)常部起作用的。 各種天然應(yīng)力狀態(tài)下的誘發(fā)機(jī)制 既然水庫(kù)蓄水僅能起誘發(fā)作用，那么要產(chǎn)生水庫(kù)誘發(fā)地震必須是巖體之內(nèi)預(yù)先存在著最大最小應(yīng)力差相當(dāng)大的天然應(yīng)力場(chǎng)。假定水庫(kù)水體為無(wú)限延伸的，現(xiàn)在讓我們分別討論各種天然應(yīng)力狀態(tài)下誘發(fā)地震活動(dòng)的情況。水庫(kù)荷載應(yīng)力的主要分量是垂直的(σv)．與此同時(shí)在水平方向由于側(cè)壓力效應(yīng)使水平應(yīng)力亦有所增加，其增量為σH＝(μ/(1 μ)) σv，則 σH ＝ 。如圖632所示，正斷型時(shí)由于σv與垂直方向的最大主應(yīng)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。n潛在逆沖型則由于σv與垂向的最小主應(yīng)力迭加， σv ，結(jié)果是莫爾園減小并右移，穩(wěn)定狀況大為改善?？障端畨毫π?yīng)同時(shí)使最大最小主應(yīng)力減小一個(gè)空隙水壓力增值。其結(jié)果是在三種應(yīng)力狀態(tài)下都使莫爾圓大為左移，亦即大大接近于包絡(luò)線，即使震源巖體穩(wěn)定性惡化。潛在逆沖型的莫爾圓因荷載效應(yīng)使之離開包絡(luò)線的距離大致等于空隙水壓力效應(yīng)使之接近包絡(luò)線的距離，但是荷載效應(yīng)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。甚至可以有天然應(yīng)力狀態(tài)下有地震活動(dòng)．蓄水后地震活動(dòng)反而減小的情況。圖6—33圖解表示了無(wú)限延伸水庫(kù)(a)及有限延伸水庫(kù)(b)n的荷載應(yīng)力及空隙水壓力的不同。水位上升立即使荷載應(yīng)力增高如圖中L線所示。例如環(huán)太平洋地震帶除美國(guó)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(kù)誘發(fā)地層的震例極少。(3)潛在正斷型應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性最大．但在大陸上屬于此種應(yīng)力狀態(tài)者限于東非斷裂谷型地塹帶或其它大斷陷盆地，典型震例為卡里巴。 水庫(kù)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當(dāng)受到振動(dòng)時(shí)，粒間剪力使砂粒間產(chǎn)生滑移，改變排列狀態(tài)。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。由于顆粒間沒有內(nèi)聚力或內(nèi)聚力很小，在慣性力周期性反復(fù)作用下，各顆粒就都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它們之間必然產(chǎn)生相互錯(cuò)動(dòng)并調(diào)整其相互位置，以便降低其總勢(shì)能最終達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)。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(guò)氣體的迅速排出立即可以完成這種調(diào)整與變密過(guò)程，此時(shí)只有砂土體積縮小而出現(xiàn)的“覆陷”現(xiàn)象，不會(huì)液化。地層的振動(dòng)頻串大約為12周／秒，在這種急劇變化的周期性荷裁作用下，伴隨每一次振動(dòng)周期產(chǎn)生的孔隙度瞬時(shí)減小都要求排擠出一些水，如砂的滲透性不良，排水不通暢，則前一周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再變小又產(chǎn)生了。前一個(gè)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(lái)，故隨振動(dòng)持續(xù)時(shí)間的增長(zhǎng)，剩余孔隙水壓會(huì)不斷累積而增大。砂土層本身方面一般認(rèn)為砂土的成分、結(jié)構(gòu)以及飽水砂層的埋藏條件這幾個(gè)方面需具備一定條件才易于液化。高的剩余空隙水壓力形成的必要條件，一是地震時(shí)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(dòng)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。（2）砂土的粒度和級(jí)配：具備一定粒度成分和級(jí)配是一個(gè)很重要的液化條件。地下水埋深愈淺，非液化蓋層愈薄，則愈易液化。已有的大區(qū)域砂土地震液化實(shí)例，主要形成于河口三角洲砂體內(nèi)。72 地震強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間引起砂土液化的動(dòng)力是地震加速度，顯然地震愈強(qiáng)、加速度愈大，則愈容易引起砂土液化。 地震液化初判的限界指標(biāo) 地震條件 1．液化最大震中距 分析我國(guó)1955年以前近900 a間歷次地震噴水冒砂資料得出震級(jí)(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)。故液化最低烈度為VI度。 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(jìn)行。n 2．最大地下水位深度n 噴砂冒水嚴(yán)重的地區(qū)，地下水埋深一般不超過(guò)3m，甚至不足1m，深為3—4m時(shí)噴砂冒水現(xiàn)象少見，超過(guò)5m沒有噴砂冒水實(shí)例。(3)不均勻系數(shù)(η)不大于10；(4)相對(duì)密度(Dr)不大于75％；(5)級(jí)配不連續(xù)的土粒徑＜1mn按上述判別條件進(jìn)行初判可歸納為如圖7—19的流程框圖。 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法n 幾種初步判別認(rèn)為有可能液化或需考慮液化影響的飽和砂土或粉土，都應(yīng)進(jìn)行以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為主的進(jìn)一步判別。其中以標(biāo)貫判別簡(jiǎn)便易行最為通用。所以國(guó)外多采用標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)值來(lái)進(jìn)行液化可能性的初步判斷。 良好場(chǎng)地的選擇 采取措施消除液化可能性或限制其液化程度。 增加蓋重 新泥地震時(shí)強(qiáng)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(qiáng)烈損壞而此建筑物則無(wú)損害。 換土n 適用于表層處理．一股在地表以下3—6m有易液化土層時(shí)可以飽除回填以壓實(shí)粗砂。(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(qiáng)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(huì)對(duì)許多地面和地下構(gòu)筑物造成巨大危害。 地面沉降的形成機(jī)制 承壓水位降低所引起的應(yīng)力轉(zhuǎn)變及土層的壓密 位于未固結(jié)或半固結(jié)疏松沉積層地區(qū)內(nèi)的大城市，因?yàn)闈撍子谖廴就_發(fā)深層的承壓水作為工業(yè)及生活用水的水源。根據(jù)有效應(yīng)力原理可知，土中由復(fù)蓋層荷載引起的總應(yīng)力是由孔隙中的水和土顆粒骨架共同承擔(dān)的。假定抽水過(guò)程中土層內(nèi)的總應(yīng)力不變，那么孔隙水壓力的減小必然導(dǎo)致土中有效應(yīng)力的等量增大，結(jié)果就會(huì)引起土層成比例的固結(jié)。 土層的性質(zhì)及其變化與地面沉降的關(guān)系 8 土層的固結(jié)狀態(tài)與地面沉降的關(guān)系討論了承壓水位下降引起地面沉降盡管情況要復(fù)雜得多。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(diǎn)處的壓力值(如圖8—7)，故可通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以測(cè)定。這里所謂的預(yù)固結(jié)應(yīng)力線，是指在不同深度上，從總應(yīng)力線向左方截取該深度土的預(yù)固結(jié)應(yīng)力值所得各點(diǎn)的連續(xù)。 地下水位變化的類型和特點(diǎn)及其與沉降的關(guān)系 地面沉降的產(chǎn)生條件從前面的討論中可以看出，地面沉降的產(chǎn)生需要一定的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和土層內(nèi)的應(yīng)力轉(zhuǎn)變(由水所承擔(dān)的那部分應(yīng)力不斷轉(zhuǎn)移到土顆粒上)條件。從土層內(nèi)的應(yīng)力轉(zhuǎn)變條件來(lái)看，承壓水位大幅度波動(dòng)式的趨勢(shì)性降低，則是造成范圍不斷擴(kuò)大的、累進(jìn)性應(yīng)力轉(zhuǎn)變的必要前提。其中前三項(xiàng)工作屬常規(guī)性質(zhì)，用一般通用的方法進(jìn)行。 粘性土層孔隙水壓力的觀測(cè) 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(yīng)有計(jì)劃地開展現(xiàn)場(chǎng)孔隙水壓力觀測(cè)工作。 土層性質(zhì)的測(cè)試研究 從地面沉降角度研究土層的性質(zhì) 各土層實(shí)際沉降量的監(jiān)測(cè)及土性參數(shù)的反算 地面沉降的預(yù)測(cè)及防治（1） 防治地面沉降的原則和方法（2） 控制地面沉降中的計(jì)算n第七章 圍5nnn第八章n第九章 斜坡巖（土）體穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析 基本要領(lǐng)及研究意義斜坡或邊坡在形成過(guò)程中，其內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)也將發(fā)生變化，引起應(yīng)力重分布→應(yīng)力集中→斜坡變形、破壞→危及安全。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(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)* 設(shè)計(jì)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(chǎng)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(diǎn)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。（3）最大剪應(yīng)力跡殘由原來(lái)的直線變?yōu)榻茍A弧線，并凹向臨空面（4）坡面的實(shí)際徑向壓力為零。 影響斜坡巖體應(yīng)力分布的重要因素a. 原始應(yīng)力狀態(tài)b. 坡形c. 巖體特征和結(jié)構(gòu)特征對(duì)均質(zhì)體而言，巖體彈模，泊松比對(duì)斜坡應(yīng)力分布影響不大。易于變形或破壞。在此之前的斜坡演進(jìn)過(guò)程稱為變形。b. 蠕變斜坡應(yīng)力長(zhǎng)期作用下發(fā)生的一種緩慢而持續(xù)的變形，包括坡體內(nèi)的局部破裂和產(chǎn)生的表生結(jié)構(gòu)面。 崩塌包括撒落、落石（墜落）、巖崩、山崩等多種形式。脫離母體的巖體在重力作用下自由下落，這一過(guò)程叫崩塌。高陡山坡，一般55186。②巖性。軟硬相間巖體易形風(fēng)化凹醋，上覆堅(jiān)硬巖體易崩塌。即巖層產(chǎn)狀與坡面的關(guān)系，反向坡一般易形成陡坡，利于崩塌產(chǎn)生。節(jié)理、斷裂對(duì)斜坡巖體分割、易于形成分離巖體，形成崩塌。當(dāng)條件合適時(shí)，崩塌體可形成碎屑流（氣墊效應(yīng)）。 滑坡的組成部分（要素）為：b. 滑坡的分類有許多分類方案。 斜坡變形破壞機(jī)制與演化一、蠕滑——拉裂形成條件：中等坡度的均質(zhì)斜坡，（似均質(zhì)斜坡）碎裂巖中也可能發(fā)生此種類型的變形和破壞。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。在剪切蠕變形帶發(fā)展過(guò)程中，坡頂出現(xiàn)自上而下擴(kuò)展地拉裂縫。b. 巖緣拉裂通常形成反坡臺(tái)坎，由于后緣拉應(yīng)力釋放，潛在剪切面上的剪應(yīng)力集中程度加大。c. 潛在剪切面剪切擾動(dòng)。這種類型的滑坡可按瑞典圓弧法計(jì)算其穩(wěn)定系數(shù)。演變過(guò)程：a. 卸荷回彈階段，坡體內(nèi)殘余應(yīng)力開始釋放，巖層沿緩傾結(jié)構(gòu)面緩回彈滑移，坡面形成齒狀剪出。b. 壓致拉裂面自下布上擴(kuò)展階段在大致平行坡面的重壓應(yīng)力作用下，拉裂隙端部被壓致拉裂，裂紋擴(kuò)展方向逐漸趨向于主壓應(yīng)力方面一致。c. 滑移面貫通階段隨拉裂面的逐漸貫通，巖體轉(zhuǎn)動(dòng)，變形進(jìn)入 破壞階段。d. 起動(dòng)判據(jù)根據(jù)三維應(yīng)力狀態(tài)下含軟弱結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度計(jì)算公式： ？為與結(jié)構(gòu)面的夾角。e. 嵌合帶剪斷壓碎判據(jù)參照hock的修正格里菲斯準(zhǔn)則 進(jìn)行判斷三、滑移——拉裂形成條件：層狀、塊狀、巖體、斜坡中有一潛在傾向坡外滑移面，且有效臨空?；履芊裥纬桑Q于滑面產(chǎn)狀及后緣分隔條件。四、滑移——彎曲形成條件：具有中一陡傾外的層狀巖體或藻層狀巖體斜坡，順層斜坡，滑移面未有效臨空。變形過(guò)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(jìn)而發(fā)展成滑坡。近坡腳部位巖層在縱向壓力下順層彎曲，局部出現(xiàn)壓碎，坡面輕微隆起，巖體松動(dòng)。彎曲部位巖體擴(kuò)容，地面顯著隆起，巖體松動(dòng)。c. 切出面貫通階段，切出面與滑移面貫通形成整體滑面，滑移巖體沿切出回彈射拋出，形成滑坡。起動(dòng)判據(jù)K = Ler/L 實(shí)際長(zhǎng)度Lcr = 臨界長(zhǎng)度式中： 各符號(hào)意義見書（P331）當(dāng)K≤1時(shí)，有屈曲可能。變形過(guò)程：斜坡前緣，陡傾的斜坡巖體在重力作用下向臨空方向作懸臂梁彎曲，單梁的彎曲逐漸向深部發(fā)展。演化過(guò)程：a. 卸荷回彈陡傾拉裂階段。c. 板梁根部折裂、壓碎，折裂面逐漸貫通，巖塊轉(zhuǎn)動(dòng)、傾倒。彎曲拉裂彎曲判據(jù)根據(jù)重自應(yīng)力h為彎折斷高度，t為平行板梁表面裂隙間距。變形過(guò)程：下伏軟弱基度在上覆巖層重壓下產(chǎn)生塑性變形，并向臨空方向流動(dòng)而形成塑性擠出。演化過(guò)程：a. 卸荷回彈，陡出裂縫形成。b. 前緣塑流——拉裂變形隨軟弱基座被切出，遭受重壓的原封閉的軟基向切出的臨空方向擠出，進(jìn)而導(dǎo)致且覆巖層不均勻沉陷和拉裂。c. 深部塑流——拉裂隨陡坡坡緣破壞，變形向坡緣后部推移。上述斜坡P變形模式可以形成空間組合，也可形成變形模式的轉(zhuǎn)化。第一，改變斜坡的外形→改變斜坡的應(yīng)力場(chǎng)。第三，改變巖體的