第5章活斷層地震130428

工程地質(zhì)學(xué)活斷層地震水庫誘發(fā)地震活斷層的工程地質(zhì)意義活斷層：一般理解為目前還在持續(xù)活動的斷層，或在歷史時期或近期地質(zhì)時期（11000a～35000a間）活動過、極有可能在不遠(yuǎn)的將來（一般理解為重要建筑物如大壩、核電站的使用年限之內(nèi)，約100a～

200a）重新活動的斷層。⒉活動特點蠕滑（穩(wěn)滑）——持續(xù)不斷緩慢蠕動粘滑——間斷性、周期性突然錯斷，常伴有地震TheLandersfault(redlinesatleft)andtheHectorMinefaultanditsaftershocks(redlinesandcirclesatright).TheHectorMineearthquakewasamagnitude7.1,anditproducedthousandsofaftershocks.(ImagecourtesyofEgillHauksson,Caltech)⒊活動強(qiáng)度以錯動速率判定速率變化特點相當(dāng)緩慢，1mm/a已屬強(qiáng)活動斷層圣安德列斯斷層（最有名的）僅5cm/a

SanAndreasFaultThroughCarrizoPlainTheSanAndreasfaultcutsspectacularlyacrosstheCarrizoPlainofCaliforniainthisviewlookingtothenorthwesttowardSodaLake(whitesaltflatvisibleonthehorizon).StreamsdrainingofftheTemblorRangetotheeast(lowerrightofpicture)areoffsettothenorthbyright-lateralstrike-slipfaultmotionalongtheSanAndreas.TheSanAndreasmarkstheboundarybetweenthePacificPlatetothewestandtheNorthAmericanPlatetotheeast,andisamongthemostactivefaultsystemsintheworld.Geologistsbelievethatthetotalaccumulateddisplacementfromearthquakesandcreepisatleast550kilometersalongtheSanAndreasfaultsinceitcameintobeingabout15-20millionyearsago.TheentireSanAndreasfaultsystemismorethan1300kilometerslongandextendstodepthsofatleast16kilometerswithintheEarth.Indetail,thefaultisacomplexzoneofcrushedandbrokenrockfromafewhundredmeterstoseveralkilometerswide.ManysmallerfaultsbranchfromandjointheSanAndreasfaultzone.⒋活動性斷層判定標(biāo)志⑴最新沉積層被錯斷（Q3以來的地層直接測量數(shù)據(jù)）美國南加州莫哈維沙漠中的圣安德烈亞斯斷層的活動，將第四系中的溝壑錯開圖中充當(dāng)標(biāo)尺的小伙是UCDavis地質(zhì)系大地構(gòu)造專業(yè)研究生PeterGold，何鵬攝于2009年4月26日斷層錯動方向⑵地形地貌標(biāo)志（古建筑被錯斷山地、平原地貌突變等）⑶斷層物質(zhì)絕對年齡測試結(jié)果⒌研究意義·它的活動會直接損害跨斷層修建或與斷層鄰近的建筑物ThetownofHollisterhasthedubiousdistinctionofhavingbeenbuiltdirectlyontopofanactivecreepingfault.TheCalaverasFault,whichbranchesofffromtheSanAndreasfaultabout20milessouthoftown,iscreepingbitbybit,slowlytearinghousesandstreetsapart.Inthephotoleft,thepinklinecorrespondstotheapproximatetraceofthefault.Clickonthenumberstoseecloseupsoftheeffectsoffaultcreep.ThefoundationofthishousesitsdirectlyonthetraceoftheCalaverasFault,whichcanbeseenastheprominentcrackinthestreetatthebaseofthephotograph.Differentialwarpingofthefoundationiscausingthehousetotilt.MovementontheCalaverasFaultisrightlateral,sothattherightsideofthehouseismovingtowardsthephotographer'sposition,whiletheleftsideismovingaway.Noticetheoverlapping(andprogressivelymorerecent)repairstotheasphaltinthestreet.ThishousewasconstructedonthetraceoftheCalaverasfault,whichrunsacrossthepicture.Thesteps,porchandfarsideofthehousearemovingtotheright,relativetotheremainderofthehouseinfrontoftheporch(rightlateralstrike-slipmotion).Themovementcanbeseeninthewarpingofthewallnearthebuildingfoundation.Therightlateraloffsetcanalsobeclearlyseenintheoffsetcurbbelow.Cumulativemovementovertimecanirreparablydamageahouse.Severalhomeownersreportthattheyhadtohavetheirhousesliftedofftheoldfoundation,whichwasthenreplacedbyanewfoundation.Theretainingwall,sidewalkandcurbswerealloriginallystraight,andhavebeenoffsetinarightlateralsensebycreepalongtheCalaverasFault.Youmaycomparethephotobelowontheright,takenin2001withtheonebelowleft,takeninabout1990.Isanymajordifferencevisible?No,thiswasnottreerootdamage!Thesidewalkisoffsetabout0.5cminarightlateralsense,andisinlinewiththefaulttraceinthepreviouspictures.·伴生地震使大范圍內(nèi)建筑物受損專家：兩大斷層之間擠壓頻繁洛杉磯隨時大地震

據(jù)媒體綜合報道，美國地震學(xué)家近日說，美國洛杉磯市不久可能發(fā)生地震，因為位處南加州兩大斷層之間的圣蓋博山和洛杉磯市中心，地層下方壓力不斷聚積，能量一旦釋放便會造成地震。強(qiáng)度可達(dá)里氏6.7級，但無法預(yù)測何時發(fā)生。美國太空總署噴氣推進(jìn)實驗室地震專家阿格斯上周四發(fā)表聲明，指洛杉磯可能發(fā)生的地震屬于中度規(guī)模。阿格斯的研究發(fā)現(xiàn)，圣蓋博山下層的西拉瑪?shù)氯鸷臀挥诼迳即壥袇^(qū)地下的朋地岡兩大斷層擠壓頻繁，能量釋放速度為一年0.2英寸，相當(dāng)可觀。南加州大學(xué)華裔地震專家酈永剛同意阿格斯的說法，酈永剛的研究發(fā)現(xiàn)，洛杉磯位處圣安德里斯和圣哈辛多兩大斷層上，地震頻率非常高，南北兩斷層擠壓產(chǎn)生能量，一邊釋放造成另一邊積壓，這種規(guī)模為里氏3級或以下的地震幾乎每天發(fā)生，但是一般人通常感受不到。

美國專家稱洛杉磯極有可能遭毀滅性大地震據(jù)美聯(lián)社報道，美國地質(zhì)勘探局地震專家瓊斯至今記憶猶新，2001年8月，就在“9·11”恐怖襲擊之前，她參加了由美國聯(lián)邦緊急措施署召開的一個緊急情況訓(xùn)練研討會。會議列出了最有可能威脅美國的三大潛在災(zāi)難：一是紐約發(fā)生恐怖襲擊，二是新奧爾良遭遇超強(qiáng)颶風(fēng)，三是圣安德烈亞斯斷層(加利福尼亞州地帶)發(fā)生大地震。截至目前，前兩大潛在災(zāi)難不幸被言中，都已經(jīng)變成無法挽回的事實，只剩下最后一項大災(zāi)難還未出現(xiàn)。瓊斯和其他地震專家想借“卡特里娜”颶風(fēng)的契機(jī)對加州如何預(yù)防大地震做全面評估。瓊斯和其他地震專家同時指出，過去20年間，加州很少遭遇地震襲擊，這是非常幸運的一件事，但是，這并不代表加州以后都能平安無事。南加利福尼亞地震災(zāi)害小組預(yù)測，2024年以前，南加州發(fā)生里氏七級以上地震的可能性高達(dá)80%到90%，可以說大災(zāi)難就在眼前。比“卡特里娜”可怕其實，美國加利福尼亞州居民長期以來一直認(rèn)為，一場空前的大劫難“大地震”正在該州赫赫有名的圣安德烈亞斯斷層下面蠢蠢欲動。美國地質(zhì)學(xué)家1999年在洛杉磯市普恩特丘陵地帶地下3公里處發(fā)現(xiàn)活性斷層，科研人員在今年6月25日根據(jù)不同震蕩方式模擬了多個場景，以確定該斷層引發(fā)大地震后可能造成的損失。他們發(fā)現(xiàn)，此類地震可能使洛杉磯這座擁有900萬人口的美國第二大城市毀于一旦。美國地質(zhì)勘探局地球物理學(xué)家菲爾德說：“這場大地震帶來的經(jīng)濟(jì)損失將在8200萬美元和2.52億美元之間，死亡人數(shù)將在3000到1.8萬之間?！盩wooftheworld’smostearthquakeproneregions—TurkeyandIndonesia—experienceddamagingquakesinthefirstweekofJune2000.ThemapsontheleftshowthelocationofthetwoquakesplottedontheDigitalTectonicActivityMap(/dtam/data.html),acomprehensivedatabaseoffaultlines,earthquakezones,andvolcanismderivedfromgeologicalandsatellitedata.

Turkey,siteofamagnitude7.4earthquakein1999thatkilled18,000people,issandwichedbetweenthecollidingArabianandEurasianplates.ThecontinentalcrustunderneathTurkeyisbeingcompressedbythecollidingplates,forcingthebedrocktoshearalongfaultlines.Rocksontheoppositesidesofthefaultsaremovingrelativetoeachother.Earthquakesoccurwhentherocksalongthefaultmovesuddenly,releasingshockwavesthroughtheground.ThequakeofJune6,2000,(theleftone)occuredinCerkes,100km(60miles)northofAnkara,Turkey'scapital.Withamagnitudeof6.1,itkilled2peopleanddamagedmorethan100buildings.Amuchmoreseriousquake(therightone)strucktheIndonesianislandofSumatratwodaysearlier.Thatquakewaspoweredbyadifferentgeologicalmechanism.SoutheastofSumatratheoceaniccrustoftheAustralianplateisbeingforcedundertheIndonesianislandsinaprocesscalledsubduction.AstheoceanicplateisdrivendeeperunderneaththesurfaceoftheEarthitgeneratesearthquakesfarbeneaththeoceanfloor.

Bengkulu,Indonesia,washardesthitbythemagnitude8.0quake.Morethan100peoplewerekilledintheremoteregion,andalmostaweeklaterthefullextentofthecatastrophewasnotknown.龍門山斷裂帶綿竹5.12地震中毀壞的公路橋何鵬攝于2008年8月⒍活斷層區(qū)規(guī)劃設(shè)計建筑物的原則⑴

規(guī)劃選場·有低級別的活動斷層的場地優(yōu)于有高級別的的場地;·盡可能避開主斷層帶;·盡可能避開正、逆斷層的上盤（此處地表變形強(qiáng)烈，分支、次生斷裂發(fā)育）;·有較大規(guī)模正、逆斷層，場地要選在距斷面數(shù)公里以外.Thedeveloperwantsthelandtobeasclosetodowntownaspossible,butfarawayfromactivefaults.ActiveorNot?ThatIsTheQuestionPurposeToevaluateseismicactivityalongmajorSanFranciscofaults.Materials1999Landsat7imageoftheSanFranciscoBayarea

faultmapoftheSanFranciscoBayarea

Youandacolleaguehavebeenhiredbyalocallanddevelopertohelpselectlandwherenewapartmentscanbebuilt.Thedeveloperwantsthelandtobeasclosetodowntownaspossible,butfarawayfromactivefaults.(Beingclosetoafaultisokayaslongasit'snotanactivefault.)Procedure·Andyouhavealsofoundagoodmapofthefaultsinthearea.·ForthisworkyouhaveselectedarecentimagefromLandsat7·youhaveaddedayellowmarktoshowthecenterofeachseismiceventthathasoccurredduringthepast100years·Comparethesatelliteimagewiththefaultmap.Lookforfaultsthatseemthemostactive.·Printoutthefaultmapanduseittomarkthespotwhereyourecommendplacingthenewapartments.·WriteashortparagraphinwhichyouexplainyourselectionTheadministrationbuildingattheBelmontLearningCenterwithanearthtrenchrunningpastitisshownWednesdayneardowntownLosAngeles.Multi-milliondollarhighschoolstraddlesquakefaultLOSANGELES,California(AP)--A$160millionhighschoolthathasneverbeenfinishedbecauseofsoilgasproblemsalsositsatopanearthquakefaultthatlikelyprecludesuseoftwobuildings,theschoolsuperintendentsaid.ThenewproblemdiscoveredatthedowntownBelmontLearningCentersiteappearedtoallbutdoomeffortstorevivetheprojectinitscurrentform.Extensiveremovaloftopsoilonthesiteandthepresenceofbuildingsandstreetsonadjacentlandpreventedseismologistsfromfindingunspoiledearthwithwhichtodeterminewhetherthefaultisactiveorinactive,SuperintendentRoyRomersaidWednesday.ThatmeansLosAngelesschoolofficialshavetoassumeitisactive,hesaid.Statelawsaysaschoolmaynotbebuiltwithin50feetofanactivefault."Thatisthebottomline,thatthedesignthatwehadforBelmontandwe'retryingtoexecuteisn'tgonnawork,itstraddlesthefault.Wehavetoreconsiderwhatwewereplanningtodohere,"Romersaid.MuchofBelmontwasbuiltbeforefearsabouttoxicgasesrisingfromtheoldoilfieldonwhichitwasbuiltbroughtconstructiontoahaltinJanuary2000."Wewillhavetoabandonthesebuildingsifwecannotprovethisisaninactivesite,"Romersaid.JamesMcConnell,thedistrict'schieffacilitiesexecutive,said$160millionhadbeenspentonBelmontasofMarch.Sincethenanother$6millionhasbeensenttostudythefeasibilityofrevivingthecampus,seismicstudiesandlegalwork.Romersaidalternativeswerebeingconsideredthatincludedreconfiguringbuildingsatthesiteandtakingsafetymeasuresthatcouldcost$70million.Anotherpossibility,hesaid,wasbuildinganewhighschoolon12acresoftheexistingsitethathassolidbedrock.Anew2,000seathighschoolcouldcost$60million.Hesaidanotheralternativewouldbetolookatothersitesinthearea.⑵建筑物類型選擇

即使壩體部分被錯開3～5m，因壩體本身非常寬厚而且是柔性的，單純因錯動是不會破壞的。而混凝土壩都是堅硬脆性的，任何有垂向分量的斷層錯動，即使是10～20mm的次級斷層錯動，必然導(dǎo)致或使壩、基分離，或使壩體破裂。當(dāng)場地有活斷層穿過，或場地位于正、逆斷層上盤只能建散體堆填壩，不宜建混凝土壩。（3）建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

②能安全控制大的滲流量（心墻兩側(cè)的無粘性土的過渡帶要有較低的滲透性，滲流量可以被降低到一個可以控制的數(shù)量）保證土壩在產(chǎn)生5～7m的錯動（距今200年來活斷層最大位移）時不致出現(xiàn)大的開裂（一般設(shè)計為有相當(dāng)厚的無粘性土過渡帶的多種土質(zhì)壩）上游壩殼下游壩殼防滲心墻地震的工程地質(zhì)研究1.關(guān)于地震指：接近地表面的巖層中彈性波傳播所引起的震動中源地震（70～300Km）深源地震（130～700Km）火山地震陷落地震人工誘發(fā)地震淺源地震（0～70Km）按震源深淺分為構(gòu)造地震按成因分為分類（最廣、最多、最嚴(yán)重）

2.構(gòu)造地震發(fā)震機(jī)制

產(chǎn)生于板塊邊緣和板塊內(nèi)部活動構(gòu)造帶，地殼和上地幔巖石在地球內(nèi)力作用下，產(chǎn)生構(gòu)造變形積蓄應(yīng)變能，一旦達(dá)到巖體強(qiáng)度極限，就會發(fā)生突然的剪切破裂或沿已有破裂面產(chǎn)生突然錯動，積蓄的應(yīng)變能就會以彈性波的形式突然釋放使地殼震動而發(fā)生地震。⒊地震波在介質(zhì)內(nèi)部傳播分為·縱波（P波，質(zhì)點振動方向與波前進(jìn)方向平行）面波分為體波P-Wave:Thesearecalled'P'forPrimaryWave.Theyaretheonesthattravelfastestandtherebyareusually"felt"first.Theyarebasicallysoundwavesthattravelthrutheearthfromtheepicenterofanearthquake.Physicstypesknowthisasalongitudinalwave.It"shakes"thingsinthesamedirectionittravels.Forexample,ifaP-WaveistravelingWesttoEast,allthethingsintheway,likepeopleandbuildings,willoscillateormovebackandforthintheWest-Eastdirection.Similartoalongstraightlineofbumbercars!Theoneintherearhitsthefirstoneandithitstheoneinfrontofitandsoonandsoon.Aftereachcollision,thecarbouncesbacktoitsoriginalpositiononlytobehitandbumpedforwardagain.Someproperties?FAST!Theycantravelupto20timesthespeedofsoundinair!

Usuallynoticedlike,"Iheardtheearthquakecoming!"ThisisbecauseitIS,indeed,asoundwave.Mostoftenitisn'tnoticedtho.Verylittle,ifany,damage.·橫波（S波，質(zhì)點振動方向與波前進(jìn)方向垂直）S-Wave:TheseSecondaryWavesaremuchslowerandmuchmoredestructivethanP-Waves.Theyaretransversewaves.Thismeanstheymaketheearthvibrateperpendicularlytothedirectionofthewavetravel.Notgettingit?Thinkofaropelooselyheldbytwopeople.Onepersonstartsmovinghis/her/itshandupanddownrapidly.Noticethe"wave"intheropegoesfromperson'A'toperson'B'whiletheropeitselfsimplyvibratesupanddown-perpendiculartothedirectionbetweenthetwopeople.Thiswavecausesdamageduetoitsconfiguration.Itcausesbuildingstobethrustupwardfromthegroundthenthegrounddropsoutfromunderitasthewavetravelsby.限于界面附近傳播，由體波到達(dá)地面后激發(fā)的次生波分為·瑞利波(R,在地面滾動，質(zhì)點在平行于波傳播方向的垂直平面內(nèi)作橢圓運動,長軸垂直于地面)RayleighWave:ThisisacombinationPandS-Wave.

It'sanalogoustoanoceanwave.It'sbothlongitudinalANDtransverse.It'shardtoenvision,butlookatthediagrambelow.Thesurface,whilebeingtoldtovibrateforwardandbackwardinthedirectionofthewaveisalsotoldtovibrateupanddownperpendiculartothedirectionofthewave.Gotit?Theresultisthesurfacemovinginaverticalcircularpath-backandforthANDupanddown.TheRayleighwaveisparticularlydamagingbecauseittellsstructurestomoveintwodirectionsatonce.·勒夫波(L，質(zhì)點在水平面內(nèi)垂直于波前進(jìn)方向作水平振動作蛇行運動)LoveWave:Notascarysoundingwave,right?Damaging,yes!ThisoneissortaaRayleighWaveonitsside.IttellsthesurfacetomoveforwardandbackwardANDleftandrightatthesametime,sortalikeasurfacecircle.Also,verydamaging.注意·地震記錄圖順序：P——S——L——R·面波對建筑物的破壞最大（常具有很大振幅，能在建筑物地基之下造成水平剪切）⒋相關(guān)術(shù)語震中:震源在地面的垂直投影點震中距:地面上任一點距震中的距離震源:彈性波的地下發(fā)源地⒌震級指：一次地震時震源處釋放能量的大小震級能量一級地震能量=2×1013爾格每增大一級約增30倍一個7級地震的能量約合30顆兩萬噸級的原子彈震級指標(biāo)里氏震級：距陣中100Km處的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的以微米表示的最大振幅A的對數(shù)值如：10mm=10000um，則M=lg10000=4實際里氏震級：采用修正算法得出

1935年由美國地震學(xué)家里克特及古騰堡共同制定的里氏地震規(guī)模的主要缺陷在于它與地震源的物理特性沒有直接的聯(lián)系，且在8.3至8.5級左右產(chǎn)生飽和，使強(qiáng)度不同的大規(guī)模地震顯示同一數(shù)值。21世紀(jì)初，地震學(xué)者普遍認(rèn)為這些傳統(tǒng)的標(biāo)度已經(jīng)過時。1977年美國加州理工學(xué)院的金森博雄教授提出了地震矩規(guī)模(momentmagnitudescale)，該標(biāo)度能更好地描述地震的物理特性，如地層錯動的大小和地震之能量。地質(zhì)學(xué)家塞恩·斯坦和埃米爾·歐卡爾認(rèn)為去年年底印度洋大地震地震矩規(guī)模不是開始認(rèn)為的9.0級，而為9.3級，因為地震矩的標(biāo)度每增加0.3級，能量就大約增加兩倍。歷史紀(jì)錄中最強(qiáng)烈的地震是1960年5月22日的智利大地震，地震矩規(guī)模9.5級。日本氣象廳大地震預(yù)警系統(tǒng)⒍地震烈度應(yīng)防止·從地震破壞現(xiàn)象做出烈度的估計·單憑破壞現(xiàn)象的描述進(jìn)行烈度劃分確定方法——用與震動有關(guān)的物理量地面最大位移地面位移加速度地面位移速度與震級的關(guān)系·震級一定,震源深度和震中距越小,則烈度越大·M=0.66Io＋0.98·距震中等距離的不同點上的烈度不一定相同地震時一定地點的地面振動強(qiáng)弱的尺度，是指該地點范圍內(nèi)的平均水平而言。指：基本烈度含義的時代變化特點·不是某一次地震影響所致的烈度·是用統(tǒng)計學(xué)方法計算得來的綜合烈度·“基本”二字是為了與一般使用的烈度意義有別基本烈度指場區(qū)在今后若干年可能遭遇到的最大危險烈度(廣義的)50～60年代場區(qū)歷史上曾經(jīng)遭受過的最大烈度為基礎(chǔ)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造特點和地震發(fā)生頻率＋確定特點：沒有明確的時間含義70～80年代未來百年內(nèi)，平均土質(zhì)條件下，場區(qū)可能遭遇的最大地震烈度指：特點：有較明確的時間含義90年代以后指：50年期限內(nèi)，一般場地土條件下，場區(qū)可能遭遇超越概率為10%的烈度值，即達(dá)到和超過《中國地震烈度區(qū)劃圖》上烈度值的概率為10%特點：有較明確的時間含義和概率含義常用地震烈度術(shù)語場地烈度：指某一地區(qū)或場區(qū)，根據(jù)其地區(qū)的地質(zhì)條件的不同（如巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水、地形地貌、自然地質(zhì)特征），參照地區(qū)的基本烈度而加以修正的烈度。50年期限內(nèi)，一般場地土條件下，場區(qū)可能遭遇超越概率為10%的烈度值，即達(dá)到和超過《中國地震烈度區(qū)劃圖》上烈度值的概率為10%。50年超越概率為10%的風(fēng)險水平，是目前國際上一般建筑物普遍采用的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)基本烈度：根據(jù)基本烈度或場地烈度，結(jié)合建筑物所在地的重要性、等級，以及結(jié)構(gòu)物的特點，為保證建筑物的安全而修正的烈度。設(shè)計烈度：⒎地震區(qū)劃圖地震動峰值加速度指地震動過程中，地表質(zhì)點運動加速度的最大絕對值。單位：m/s2

以基本烈度為地震危險性標(biāo)志服務(wù)于工程建筑抗震工作的一種長期地震危險性預(yù)報圖件指：地震動峰值加速度分區(qū)地震基本烈度＜0.05g＜Ⅵ0.05gⅥ0.10gⅦ0.15gⅦ0.20gⅧ0.30gⅧ≥0.40gⅨ編圖及查閱原則②

地質(zhì)條件相同的地區(qū)，地震活動性亦可能相同③

90年代后，加入遭遇地震危險的可能性因素(即發(fā)生概率)④

工作中應(yīng)查閱最新的《中國地震烈度區(qū)劃圖》①

曾經(jīng)發(fā)生過地震的地區(qū)，同樣強(qiáng)度的地震還可能重演用途國家建設(shè)規(guī)劃中小型工程抗震設(shè)計特點·比例尺?。ㄎ覈F(xiàn)行同類圖為1:300萬）·只能提供較大地區(qū)內(nèi)地震危險度的平均估計·不能用于預(yù)測地震破壞作用在較小范圍內(nèi)的變動⒏場地地震效應(yīng)指:在地震波的作用下，場地出現(xiàn)的各種破壞作用。分為場地破壞效應(yīng)地面破裂效應(yīng)強(qiáng)烈震動效應(yīng)

現(xiàn)象:絕大多數(shù)破壞性地震是由于沿活動性斷裂產(chǎn)生突然錯動而引起.如果震源較淺,斷層錯動可直達(dá)地表造成地表錯斷.它沿一定方向展布于一個狹長地帶內(nèi),綿延數(shù)公里至數(shù)百公里,跨越這一斷層的房屋、堤壩、橋梁以及各種管線會因此破裂而產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。TheEmersonfault,oneofthesegmentsthatrupturedintheM7.21992Landers,Calforniaearthquake.(PhotobyKerrySieh,Caltech)地基失效效應(yīng)（砂土液化）現(xiàn)象：如果建筑物地基強(qiáng)度很低或地震動加速度很大，就會導(dǎo)致地基承載力的下降、喪失以致地基的變位、移動。砂土液化砂土液化的成因τσn無水震陷砂土抗剪強(qiáng)度τ＝σn·tgφτ—砂土的抗剪強(qiáng)度σn—砂粒接觸面上的正應(yīng)力pwo飽水無震砂土抗剪強(qiáng)度τ＝（σn－pwo）·tgφpwo—孔隙水靜水壓力pwo＋Δpw飽水振動砂土抗剪強(qiáng)度τ＝[σn－（pwo＋△pw）]·tgφΔpw—振動過程中的剩余孔隙水壓力

粒間無內(nèi)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。

當(dāng)受到振動時，粒間剪力使砂粒間產(chǎn)生滑移，改變排列狀態(tài)。如果砂土原處于非緊密排列狀態(tài)，就會有變?yōu)榫o密排列的趨勢；如果砂體的孔隙是飽水的，要變緊密就要從孔隙中排出一部分水；如果砂粒很細(xì)，整個砂體的滲透性不良，瞬時振動變形須從孔隙中排出的水來不及排出砂體以外，結(jié)果必然使砂體中孔隙水壓力上升，砂粒間有效正應(yīng)力就隨之降低。

當(dāng)孔隙水壓力上升到使砂粒間有效正應(yīng)力為零時，砂粒就會懸浮于水中，砂體也就完全喪失了承載力，這就是砂土液化。導(dǎo)致砂土液化的振動機(jī)械振動(限于個別地基或個別場地范圍)地震(區(qū)域性的，面積可達(dá)數(shù)千平方公里)

自灤河口以西直至寧河一帶,數(shù)千平方公里范圍內(nèi)到處噴水冒砂,十幾萬畝農(nóng)田為砂土所覆蓋,十幾萬口機(jī)井為砂所淤塞,不少公路鐵路大橋由于強(qiáng)烈沉降而被毀,許多工業(yè)民用建筑物受到破壞.其它如75年的海城地震、64年的阿拉斯加地震等都引起過較大區(qū)域的砂土液化.砂土液化的危害涌砂：掩蓋農(nóng)田，嚴(yán)重?fù)p害農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施地基失效：隨粒間有效正應(yīng)力降低，地基土層的承載力也迅速下降，直至砂體呈懸浮狀態(tài)時地基的承載能力完全喪失。地面沉降和地面塌陷：變密而沉降，涌砂而塌陷由于下伏砂層或敏感粘土層震動液化和流動，可引起大規(guī)?；??；簠^(qū)域性砂土地震液化的形成條件砂土特性結(jié)構(gòu)愈松散，越易液化粉(0.075≥d＞0.005)、細(xì)(0.25≥d＞0.075)砂體最易液化粘粒含量少、粒徑愈均勻，愈有利于液化砂體埋藏條件直接出露在地表的飽水砂層最易于液化地下水埋深愈淺，非液化蓋層愈薄，愈易液化地震特性地震愈強(qiáng)、加速度愈大，則愈容易引起砂土液化地震持續(xù)時間愈長，愈易引起液化砂土液化防護(hù)措施良好場地的選擇表層非液化蓋層厚度大地下水埋深大人工改良地基增加蓋重?fù)Q土（適于地表處理）改善飽水砂層的密實程度選擇適宜的基礎(chǔ)形式筏片基礎(chǔ)（層數(shù)較少時）較深的支撐樁基或管柱樁基

斜坡破壞效應(yīng)臺灣921地震山崩的土石阻塞清水溪流路，形成堰塞湖

最新的堰塞湖于2000年4月因地震誘發(fā)的西藏易貢藏布大滑坡引起。

LakeSarez(top),deepinthePamirmountainsofTajikistan,wascreated90yearsagowhenastrongearthquaketriggeredamassivelandslidethat,inturn,becameahugedamalongtheMurghobRiver,nowcalledtheUsoiDam.6月9日17時，從空中看到的堰塞湖泄洪渠水流越來越急。新華社記者李剛攝

6月14日，日本宮城縣栗原市的公路在地震中因塌方而損毀。5.12汶川大地震中山體垮塌阻斷了都江堰至汶川的交通通路新北川中學(xué)巖崩906人死亡！水庫誘發(fā)地震⒈水庫誘發(fā)地震的共同特點震中密集于庫壩附近水庫最大水深區(qū)庫區(qū)及附近斷裂帶震源極淺（4～7Km，導(dǎo)致面波強(qiáng)，0點幾級就有震感，3

級就可造成破壞）地震活動峰值在時間上均較水位或庫容峰值有所滯后⒉水庫誘發(fā)地震的誘發(fā)機(jī)制⑴不是水庫荷載直接造成的⑵水庫蓄水對庫底巖體的各種效應(yīng)物理化學(xué)效應(yīng)使巖體斷裂面及其充填物軟化、泥化,而降低其抗剪強(qiáng)度硬石膏水化膨脹（大規(guī)模、突然膨脹的可能性極?。?yīng)力腐蝕（硅氧分子水化后會使破壞時間顯著縮短）水庫荷載效應(yīng)荷載產(chǎn)生巖體內(nèi)的附加應(yīng)力，惡化斷裂面的應(yīng)力條件（尤其是大水庫）當(dāng)庫底巖體兩側(cè)有深大陡立斷裂時該效應(yīng)更加明顯空隙水壓力效應(yīng)原抗剪強(qiáng)度τ=c+σntgфσnτ=c+σntgф現(xiàn)抗剪強(qiáng)度τ=c+(σn-Pw)tgф(考慮空隙水壓力后)Pwσnτ=c+(σn-Pw)tgф即：透水裂隙庫水滲入提高空隙水壓力降低裂隙面上正應(yīng)力降低抗剪強(qiáng)度⒊

水庫誘發(fā)地震的地質(zhì)條件轉(zhuǎn)換斷層及大的平移斷層處可能性較大（美國的圣安德烈斯斷層）相當(dāng)高的天然地應(yīng)力及中等到較高的應(yīng)變積累速度明顯的新構(gòu)造活動跡象（是水庫誘發(fā)地震的必要條件）較高的巖體強(qiáng)度和完整性（利于積蓄應(yīng)變能）原始地下水位低、庫水入滲通道發(fā)育（如喀斯特地貌發(fā)育區(qū)等）地?zé)崃鞲撸ㄊ且话闼畮斓卣鹫鹄哂械臈l件，如火山、溫泉）

三峽水庫建成蓄水后是否會誘發(fā)地震？有關(guān)專家認(rèn)為，有可能局部出現(xiàn)水庫誘發(fā)地震的現(xiàn)象發(fā)生。到目前為止，全世界共發(fā)生水庫誘發(fā)地震約70起至80起，占世界水庫的2‰至3‰。但隨著大壩高度的增加，發(fā)生水庫誘發(fā)地震的比例也相應(yīng)增加，壩高超過200米的水庫（三峽壩高為185米），發(fā)生誘發(fā)地震的實際比率為34％。現(xiàn)在，全球記錄的最大的兩次水庫誘發(fā)地震發(fā)生在印度的柯依納水庫（6.5級）和我國的新豐江水庫（6.1級）。專家說，三峽水庫大壩是建立在一個80平方公里完整的花崗石上，這從某種程度上減少了蓄水后誘發(fā)地震的幾率。而有可能誘發(fā)地震的巫山和巴東地區(qū)，目前也已做好了治理與防護(hù)工作。此外，一個由全球定位系統(tǒng)、精密激光測距等先進(jìn)技術(shù)組成的地殼形變監(jiān)測網(wǎng)、誘發(fā)地震檢測總站以及采用當(dāng)今先進(jìn)成熟的數(shù)字遙測技術(shù)的地震臺網(wǎng)也已投入運轉(zhuǎn)。EARTHQUAKESANDRESERVOIRSFactsAboutReservoirs

Herearesomebasicfactsaboutreservoirs:1.Reservoirsarebuiltinvalleys.2.Valleysareareasthathavebeenerodedovertime.3.Valleysindicatesthatupliftbyfaulting(earthquakes)hasoccurredintheregion.4.Thereforewhenwaterisplacedinavalleyforareservoir,itisonornearafaultline.HowReservoirsImpactFaultsTherearetwowaysthatearthquakescanoccurwhenareservoirisbuiltnear/onanearthquakefault.

First,whenwaterisaddedtoavalleyandon/nearafaultlinethereisadditionalweighttotheearth'ssurface--thisinturnchangesthestressofthefault.

Whenwaterisaddedtheamountofstressincreasesonthefaultline.

Second,andslightlymoretechnical,thewaterchangestheamountofspace(porosity)oftheunderlyingsoil.

Whenthisoccursthegroundbecomessaturatedandmoreunstable.

ThisphenomenonisknownasReservoirInducedSeismicityorR.I.S.WhenwilltheEarthquakeHappen?Accordingtoexperts,itismostlikelythatanearthquakewilloccuralmostimmediatelyafterfillingthereservoir.

Ifthereisadelayofafewyearsitwouldbebecauseofthesaturationofthesoiltooklonger...meaningiftherockwasnotveryporous,itwouldtakelongertobecomesaturatedandthereforelongertochangethestabilityofthesurroundingsoil.RecipeforanEarthquakeInordertotriggeranearthquakethefollowingwilloccur:⑴Areservoirbuilton/nearanactivefaultcancauseeither:

Thefaultlinetobestressedbytheweightofthewater

-or-B.

Theground'sstabilitychangeswhenwaterisaddedtothesurface.⑵Thepressurebecomestoogreatorthegroundtoosaturatedandthefaultreleasesproducinganearthquake.⑶Increasedgroundwaterporepressuredecreasestheeffectivestrengthoftherockunderthereservoir.WaterPorePressureGroundwaterplaysalargepartinearthquakeactivity.FluidinjectionintowellsinUSA,Japanandelsewherehastriggeredsmallearthquakes.Waterporepressurereducesthenormalstresswithinarockwhilenotchangingtheshearstress.Underanycircumstances,anincreaseinwaterporepressuremeansthatafailureismorelikely.Thecriticalvalueofshearingstressmaybemadearbitrarilylowbyincreasingtheporepressure.Porepressurecanincreaseintwoways:?Duetothedecreaseinporevolumecausedbycompactionundertheweightofthereservoir.Thisoccurswhilethereservoirisbeingfilled.?Duetodiffusionofreservoirwaterthroughpermeablerockunderthereservoir.Therateofflowdependsonthepermeabilityoftherock,sothiseffectisnotinstantaneous.Theincreaseinporepressuretakesmoretimedependingonthedistancefromthereservoir.Itmaytakeyearsfortheporepressuretoincreaseatdepthsofkilometresbeneathareservoir.DurationofReservoirInducedSeismicityReservoirinducedseismicityisatransitoryphenomenonwhichwilloccureitherimmediatelyafterfillingofthereservoir,orafteradelayofafewyears.Ifthereisadelay,thisdependsonthepermeabilityoftherockbeneaththereservoir.Oncestressandporepressurefieldshavestabilisedatnewvalues,reservoirinducedseismicitywillcease.Earthquakehazardwillthenreverttosimilarlevelsthatwouldhaveexistedifthereservoirhadnotbeenfilled.Evenforthosereservoirsthatshowacorrelationbetweenearthquakeactivityandwaterlevel,reservoirinducedseismicitydoesnotcontinueindefinitelyasitislimitedbytheavailabletectonicenergy.DepthofReservoirInducedSeismicityDepthsofreservoirinducedearthquakes,especiallythoseoccurringimmediatelyafterfillingofthereservoir,arenormallyveryshallow.Ifdetailedseismographcoverageisavailable,thendepthswithinonetothreekilometresofthesurfacearecommon.Inducedearthquakesatreservoirsthathaveexperienceddelayedtriggeringmaybemuchdeeper,perhapsasdeepastentotwentykilometres.Thesemayoccurtentotwentyyearsafterfillingofthereservoir.PredictionofReservoirInducedSeismicityItisnoteasytopredictwhetheranewreservoirwillexperiencereservoirinducedseismicity,becausethetwomostimportantfactors-thestateofstressandtherockstrengthatearthquakedepths-cannotbemeasureddirectly.Thisisthesamereasonwhypredictionofnormal(non-induced)earthquakesisnormallyunsuccessful.PLACESSCIENTISTSBELIEVERISHASALREADYOCCURREDYear:

Location:Earthquake

Produced:1967

Koyna,IndiaM6.71962

Xinfengjian,ChinaM6.21971

Nurek,TadjikistanM4.61973

Warragamba,NSWAustraliaM5.51978

Monticello,SouthCarolinaM4.11981

Aswan,EgyptM5.31993

Killari,SWIndiaM6.11996

Thomson,VictoriaAustraliaM5.1M=MagnitudeSincegeologistsknowthattheWhittierextensionoftheElsinoreFaultisanactivefaultlineandthatwaterincreasesthestressonafaultand/orchangesthestabilityofthegroundbeneaththereservoir,

thedangerposed

bytheIndustryreservoirsisreal.

ShouldanearthquakeoccurontheWhittierFaultandshouldthedambreak

the275,000acrefeetofwater

wouldinundatelargeportionsoftheCityofBreaandFullerton,includingBreaJuniorHighandthedowntown.MorespecificallythoselivingalongBreaCanyonRoadandBreaBlvd.,willbeinundatedwithwaterminutesafteralargeearthquake.

Thisisadisasterthatshouldbeavoidedentirely.

Shouldasaddledambreak,someofwhichareproposedtobeashighas120',thereisnodoubtneighborhoodsinDiamondBarwillbefloodedaswell.WHATDOESTHISMEANFORINDUSTRY'SPLANNEDRESERVOIR?印度洋地震后海底山脊倒塌形成山崩地段中間凹陷部分為印度洋大地震給海床烙上的“傷疤”近日英國科學(xué)家公布了去年年底印度洋大地震發(fā)生后，受板塊構(gòu)造沖撞而發(fā)生變化的震中地區(qū)海床的首批圖片。這是人類歷史上大規(guī)模地震爆發(fā)后，海床首次被迅速觀察得到的結(jié)果。圖片顯示，受地震影響，印度洋海底山脊已倒塌，并形成數(shù)公里寬的山崩地段。據(jù)最新一期的《自然》雜志文章報道，英國專家利用高清晰度的多束激光聲吶對海底進(jìn)行了掃描，這些圖片顯示，受地震影響，印度洋海底中高達(dá)1500千米的山脊已出現(xiàn)了巨大的倒塌，并形成數(shù)公里寬的山崩地段。科學(xué)家初步評估，地震發(fā)生時，印度和緬甸兩塊板塊構(gòu)造突然運動相碰時，印度板塊構(gòu)造被向下擠壓，造成海床隆起一道山脊，海水因此向上涌出，結(jié)果引發(fā)了去年12月26日發(fā)生的東南亞大海嘯。

這兩張2004年12月30日發(fā)布的衛(wèi)星圖片顯示的是印度尼西亞亞齊省首府班達(dá)亞齊海濱地區(qū)受海嘯襲擊前后的情形。其中，上圖拍攝于6月23日。上圖拍攝于12月28日。SoilImprovementTechniquesThemaingoalofmostsoilimprovementtechniquesusedforreducingliquefactionhazardsistoavoidlargeincreasesinporewaterpressureduringearthquakeshaking.Thiscanbeachievedbydensificationofthesoiland/orimprovementofitsdrainagecapacity.VibroflotationVibroflotationinvolvestheuseofavibratingprobethatcanpenetrategranularsoiltodepthsofover100feet.Thevibrationsoftheprobecausethegrainstructuretocollapsetherebydensifyingthesoilsurroundingtheprobe.Totreatanareaofpotentiallyliquefiablesoil,thevibroflotisraisedandloweredinagridpattern.VibroReplacement(right,HB)isacombinationofvibroflotationwithagravelbackfillresultinginstonecolumns,whichnotonlyincreasestheamountofdensificton,butprovidesadegreeofreinforcementandapotentiallyeffectivemeansofdrainage.DynamicCompactionDensifictionbydynamiccompactionisperformedbydroppingaheavyweightofsteelorconcreteinagridpatternfromheightsof30to100ft.Itprovidesaneconomicalwayofimprovingsoilformitigationofliquefactionhazards.Localliquefactioncanbeinitiatedbeneaththedroppointmakingiteasierforthesandgrainstodensify.Whentheexcessporewaterpressurefromthedynamicloadingdissipates,additionaldensificationoccurs.Asillustratedinthephotograph,however,theprocessissomewhatinvasive;thesurfaceofthesoilmayrequireshallowcompactionwithpossibleadditionofgranularfillfollowingdynamiccompaction.CompactionPiles

Compactiongroutingisatechniquewherebyaslow-flowingwater/sand/cementmixisinjectedunderpressureintoagranularsoil.Thegroutformsabulbthatdisplacesandhencedensifiesthesurroundingsoil(right,HB).Compactiongrouting