工程地質(zhì)2本章知識點(diǎn)【知識點(diǎn)】地震的震級、烈度、近震、遠(yuǎn)震及地震波的傳播等基本概念；斷裂活動和地震的關(guān)系，活動斷裂的分類和識別及對工程的影響；滑坡、崩塌、巖溶、土洞、塌陷、泥石流，采空區(qū)、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、發(fā)育過程和規(guī)律及其對工程的影響?！局攸c(diǎn)】斷裂活動與地震的關(guān)系；滑坡、崩塌及泥石流災(zāi)害的形成條件及防治對策；巖溶地區(qū)的主要地質(zhì)問題?！倦y點(diǎn)】地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害特征；采空區(qū)地表變形的影響因素。【導(dǎo)讀問題】哪些地質(zhì)作用不是“良民”？地質(zhì)災(zāi)害大家庭里哪位是“溫柔的殺手”，讓你感受不到的災(zāi)害？

不良工程地質(zhì)現(xiàn)象不良地質(zhì)作用是指由地球內(nèi)力或外力產(chǎn)生的對人類工程或環(huán)境可能造成危害的地質(zhì)作用。

由其引發(fā)的危及人身、財(cái)產(chǎn)，工程或環(huán)境安全的事件稱為地質(zhì)災(zāi)害。

不良工程地質(zhì)現(xiàn)象1.地殼活動災(zāi)害，如地震、火山噴發(fā)、斷層錯(cuò)動等；2.斜坡巖土體運(yùn)動災(zāi)害，如崩塌、滑坡、泥石流等；3.地面變形災(zāi)害，如地面塌陷、地面沉降、地面開裂（地裂縫）等；4.礦山與地下工程災(zāi)害，如煤層自燃、洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆、高溫、突水、瓦斯爆炸等；5.城市地質(zhì)災(zāi)害，如建筑地基與基坑變形、垃圾堆積等；6.河、湖、水庫災(zāi)害，如塌岸、淤積、滲漏、浸沒、潰決等；7.海岸帶災(zāi)害，如海平面升降、海水入侵，海崖侵蝕、海港淤積、風(fēng)暴潮等；

不良工程地質(zhì)現(xiàn)象按致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生處所進(jìn)行劃分，常見地質(zhì)災(zāi)害共有12類：8.海洋地質(zhì)災(zāi)害，如水下滑坡、潮流沙壩、淺層氣害等；9.特殊巖土災(zāi)害，如黃土濕陷、膨脹土脹縮、凍土凍融、沙土液化、淤泥觸變化、淤泥觸變等；10.土地退化災(zāi)害，如水土流失、土地沙漠化、鹽堿化、潛育化、沼澤化等；11.水土污染與地球化學(xué)異常災(zāi)害，如地下水質(zhì)污染、農(nóng)田土地污染、地方病等；12.水源枯竭災(zāi)害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水層疏干（地下水位超常下降）等。

不良工程地質(zhì)現(xiàn)象7.1.1活斷層活斷層是指現(xiàn)在正在活動或在最近地質(zhì)時(shí)期(全新世，1萬）發(fā)生過活動的斷層。區(qū)域穩(wěn)定性評價(jià)的核心。區(qū)域穩(wěn)定性：指工程建設(shè)地區(qū)的一定范圍內(nèi)，在內(nèi)外動力的作用下，現(xiàn)今地殼及表層的穩(wěn)定程度，以及這種穩(wěn)定程度與工程建筑物之間的相互作用和影響。構(gòu)造地震（斷層地震）活斷層的活動方式：突然錯(cuò)動（黏滑型）－伴隨地震發(fā)生。

發(fā)生在強(qiáng)度較高的巖石中，斷層帶鎖固能力強(qiáng)，危害大。緩慢蠕動（蠕滑型）－不直接產(chǎn)生地震。

發(fā)生在強(qiáng)度較低的軟巖中，斷層帶鎖固能力弱，危害小。7.1.1活斷層7.1.2地震Earthquake87.1.2地震相關(guān)基本概念地震是地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放引起的地球表層的振動。地球上每天都在發(fā)生地震，一年約有500萬次。其中約5萬次人們可以感覺到；能造成破壞的約有1000次；7級以上的大地震平均一年有十幾次。9通常把震中距小于100km的地震，叫地方震；100—1000km的叫近震；超過1000km的叫遠(yuǎn)震。震中越遠(yuǎn)，地震危害越小。7.1.2地震震中距

震源：地球內(nèi)部發(fā)生地震時(shí)震動的發(fā)源地震源深度：震源點(diǎn)到地面的垂直距離

震中：震源在地面上的投影點(diǎn)（實(shí)際上是一區(qū)域）

震中距：某點(diǎn)至震中的地面距離

地震相關(guān)基本概念地震波

地震波（Seismicwave

）地震時(shí)震源釋放的應(yīng)變能以彈性波的形式向四面八方傳播，這種彈性波就是地震波。

地震能量的傳播縱波（壓力波）－P波橫波（剪切波）－S波速度:破壞力:快慢弱強(qiáng)縱波傳播速度快（5-6km/s

），強(qiáng)度小，衰減快。

橫波傳播速度慢（3-4km/s

），強(qiáng)度大，衰減慢

地震相關(guān)基本概念→對地震強(qiáng)度大小的度量、與所釋放的能量大小有關(guān)，釋放的能量(E)越大，震級(M)就越高。劃分為10級我們最關(guān)心的兩個(gè)問題：這次地震有多大？它在某地的破壞程度怎么樣？

1．地震震級Earthquakemagnitude

MlgE=4.8+1.5M一次6級地震釋放的能量大致相當(dāng)于30一40萬噸TNT炸藥的巨大爆炸！地震相關(guān)基本概念震級和烈度中美兩國報(bào)的地震震級為啥不一樣？

2008年5月12日汶川地震中國國家地震臺網(wǎng)8.0級美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）震級為7.9級2013年4月20日發(fā)生的四川雅安蘆山地震中國國家地震局先速報(bào)為5.9級，后修正為7.0級美國地質(zhì)調(diào)查局始終報(bào)為6.6級震級和烈度矩震級MW：矩震級是反映地震斷層錯(cuò)動程度的一個(gè)物理量，它等于斷層面的面積S、斷層面的平均位錯(cuò)量和斷層巖石剪切模量μ的乘積。

近震震級（ML）：可由Wood-AndersonTorsion儀器測定的周期1s近震S波的振幅（以微米計(jì)）和震中與地震儀之間的角距計(jì)算出來。體波震級（Mb和MB）：用周期1秒左右的P波振幅計(jì)算出來的震級叫Mb,而用周期5－15秒的P波振幅計(jì)算出來的震級叫MB

。面波震級（MS）：指根據(jù)Rayleigh面波垂直分量的振幅計(jì)算出來的震級。（國家標(biāo)準(zhǔn)GB17740-1999）最基本的震級標(biāo)度有4種：震級和烈度

2．地震烈度地震對具體地點(diǎn)的實(shí)際影響和破壞的強(qiáng)烈程度(我國劃分為12度)：Ⅰ度:無感－僅儀器能記錄到；Ⅱ度:微有感－個(gè)別敏感的人在完全靜止中有感；Ⅲ度:少有感－室內(nèi)少數(shù)人在靜止中有感，懸掛物輕微擺動；Ⅳ度:多有感－室內(nèi)大多數(shù)人，室外少數(shù)人有感，懸掛物擺動，不穩(wěn)器皿作響；Ⅴ度:驚醒－室外大多數(shù)人有感，家畜不寧，門窗作響，墻壁表面出現(xiàn)裂紋Ⅵ度:驚慌－人站立不穩(wěn)，家畜外逃，器皿翻落，簡陋棚舍損壞，陡坎滑坡；震級和烈度Ⅶ度：房屋損壞－房屋輕微損壞，牌坊，煙囪損壞，地表出現(xiàn)裂縫及噴沙冒水；Ⅷ度；建筑物破壞－房屋多有損壞，少數(shù)破壞路基塌方，地下管道破裂；Ⅸ度：建筑物普遍破壞－房屋大多數(shù)破壞，少數(shù)傾倒，牌坊，煙囪等崩塌，鐵軌彎曲；Ⅹ度：建筑物普遍摧毀－房屋傾倒，道路毀壞，山石大量崩塌，水面大浪撲岸；Ⅺ度:毀滅－房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毀，地表產(chǎn)生很大變化；ⅩⅡ度:山川易景－一切建筑物普遍毀壞，地形劇烈變化動植物遭毀滅；震級和烈度地震烈度在V度以下的地區(qū)，不會引起建筑物的破壞。地震烈度為VI度的地區(qū)，一般不對建筑物采取加固措施。地震烈度為VII～I(xiàn)X度的地區(qū)，必須進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計(jì)。X度以上的地震區(qū)不應(yīng)建造建筑物。震級和烈度基本烈度：某地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生的最大烈度。場地烈度：在一個(gè)區(qū)域內(nèi)根據(jù)具體場地條件（地質(zhì)構(gòu)造、地基條件、地形條件）調(diào)整后的烈度。設(shè)防烈度：根據(jù)城市規(guī)模及建筑物重要性，為工程抗震而規(guī)定的烈度。震級和烈度地震烈度影響因素:震級大小及性質(zhì)建筑物抗震性能場地地質(zhì)條件（地震波通過的介質(zhì)條件）震級和烈度（1）巖土類型及性質(zhì)軟土埋藏越淺，厚度越大，震害越大。（2）地質(zhì)構(gòu)造

離發(fā)震斷層越近，震害越大。上盤尤其震害大。（3）地形地貌突出、孤立的地形，較低洼、溝谷平坦地區(qū)震害大。（4）水文地質(zhì)條件

地下水埋深越小，震害越大。地球上差不多天天有地震，但其分布并不平均，而是具有一定的時(shí)空分布規(guī)律。(一)地震的時(shí)間分布規(guī)律根據(jù)歷史地震資料，在全世界、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)地震帶，在另外一段時(shí)間內(nèi)則表現(xiàn)為少震的平靜期。這種活躍期和平靜期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，叫地震的周期性或地震的間歇性。1904-1976年世界7級以上地震次數(shù)比較地震的時(shí)間和空間分布規(guī)律(二)地震的空間分布規(guī)律地震震中分布集中的地帶，稱為地震帶。從世界范圍看，有些地區(qū)沒有或很少有地震，有些地區(qū)則地震頻繁而強(qiáng)烈。地震帶往往與活動性很強(qiáng)的地質(zhì)構(gòu)造帶一致。地震的時(shí)間和空間分布規(guī)律中國地震分布地震的時(shí)間和空間分布規(guī)律地震破壞方式共振破壞：在共振頻率下，很小的周期振動便可產(chǎn)生很大的振動。若某一周期的地震波與地基土層固有周期相近，由于共振的作用，這種地震波的振幅將得到放大，此周期稱為卓越周期T。駐波破壞：地震時(shí)當(dāng)兩個(gè)幅值相同、頻相相同但運(yùn)動方向相反的兩個(gè)地震波波列運(yùn)動到同一點(diǎn)交匯時(shí)，形成駐波，其幅值增加一倍，當(dāng)駐波在建筑物處產(chǎn)生時(shí)，會對建筑物形成較強(qiáng)的破壞作用，即駐波破壞。當(dāng)相同條件的地震波與從溝谷反射回來的地震波在某地相會時(shí)會對該地建筑物產(chǎn)生駐波破壞。相位差動破壞：當(dāng)建筑物長接近于或大于場地振動波長時(shí)，兩者振動相位不一致形成很不協(xié)調(diào)的振動下，地基振動激烈地撞擊建筑物的地下結(jié)構(gòu)部分，并在最薄弱的部位導(dǎo)致破壞，即為相位差動破壞。地震帶來的地質(zhì)災(zāi)害：直接破壞、間接破壞

崩塌、滑坡、地裂、泥石流、地基破壞、堰塞湖、毒氣泄漏等地震液化（砂土液化）：是指飽水砂土受強(qiáng)烈振動后而呈現(xiàn)出流動狀態(tài)的現(xiàn)象。當(dāng)液化現(xiàn)象出現(xiàn)后，砂土的抗剪強(qiáng)度完全喪失，失去承載能力，從而導(dǎo)致建筑物破壞。地震破壞方式地震效應(yīng)地震產(chǎn)生的直接和間接結(jié)果，稱為地震效應(yīng)。震動破壞效應(yīng)地面破壞效應(yīng)次生災(zāi)害效應(yīng)地震破壞效應(yīng)其主要包括由地震引起的地表位移、斷裂，地震所造成的建筑物和地面毀壞，以及水面的異常波動。（一）振動破壞效應(yīng)地震地面、地面建筑物強(qiáng)迫振動建筑物破壞地震波由震動力作用直接引起建筑物破壞附加荷載（二）地面破壞效應(yīng)地震發(fā)生時(shí)，地層錯(cuò)動、開裂、地陷、地基不均勻變形及砂土液化等使地基失穩(wěn)，導(dǎo)致建筑物發(fā)生破壞。包括：地基沉降或不均勻沉降（巖性差異、厚度不同）地基水平滑移（斜坡或半挖半填）砂土液化（飽水粉細(xì)砂巖）（1）地面開裂（2）地基基地底變形（三）次生災(zāi)害效應(yīng)由地震引發(fā)的海嘯、崩塌、滑坡、泥石流、洪水等次生災(zāi)害。地震類型地震按地震成因可以分為：構(gòu)造地震火山地震塌陷地震人為地震(工程地震,如水庫地震)。地震按震源深度可以分為：淺源地震——深度0—70km；中源地震——深度70—300km；深源地震——深度超過300km不良地質(zhì)作用及防治2004.12.26:印度洋9級地震+海嘯。

海嘯與地震近30萬人遇難2010.3.11：日本9.0級地震+海嘯2012.4.13:印度度尼西來8.9級地震+海嘯小南海-國家級地震遺址保護(hù)區(qū)(距黔江城28公里)據(jù)記載：地震發(fā)生在清咸豐六年（也就是公元1856年農(nóng)歷5月初8，陽歷6月10日）實(shí)例實(shí)例：5.12汶川大地震實(shí)例：5.12汶川大地震實(shí)例：5.12汶川大地震實(shí)例：5.12汶川大地震

地震區(qū)建筑場地的選擇P180-182（1）建筑場地選擇地形平坦開闊；巖土堅(jiān)硬均勻；無大的斷裂帶；地下水埋深大。（2）地基持力層和基礎(chǔ)方案的選擇地基持力層應(yīng)以基巖或硬土為好，避免以高壓縮性土層或液化土層作持力層。宜采用樁基礎(chǔ)、筏基和箱基6.1.6-自學(xué)，不作考核要求03東日本大地震GreatEastJapanEarthquakePARTTHREE3.1東日本大地震概況

概況東日本大地震(日本政府命名)于2011年3月11日14時(shí)46分發(fā)生在日本東北方向，震級為M9.0級，震源深度為24km，震源地點(diǎn)為日本海三陸沖，北緯38°62'，東經(jīng)142°56'，震害波及日本全國，按照日本對地震烈度的劃分，分別取震度1，2，3，4，5弱(5－)，5強(qiáng)(5+)，6弱(6－)，6強(qiáng)(6+)，7度。地震特點(diǎn)1)此次的地震斷層面非常大，長450km、寬200km，超過了預(yù)想的宮城縣沖地震的斷層面;2)在東日本很大的范圍有連續(xù)長時(shí)間的強(qiáng)震;3)周期為1.0s以下的短周期的震動反應(yīng)強(qiáng)烈;4)多次發(fā)生大規(guī)模的余震;5)遠(yuǎn)震地區(qū)長周期地震動對長周期建筑的影響較明顯;6)特大海嘯的發(fā)生。3.1東日本大地震概況3.1東日本大地震概況3.2東日本大地震成因成因：由于這次地震緣于板塊間垂直運(yùn)動而非水平運(yùn)動，因此觸發(fā)海嘯，對日本一些海岸造成嚴(yán)重破壞，給整個(gè)太平洋沿岸帶來威脅。美國地質(zhì)勘探局學(xué)者布賴恩·阿特沃特告訴美聯(lián)社記者，這次地震釋放的能量“將近美國全國一個(gè)月的能量消耗”。這一機(jī)構(gòu)地球物理學(xué)家肯·赫德納特說，依據(jù)美國國家航空航天局收集的資料，這次強(qiáng)震使日本本州島向東移動大約3.6米，使地球自轉(zhuǎn)加快1.6微秒，地軸移動6微米。主要災(zāi)害:產(chǎn)生了巨大的地震動及大海嘯;致使福島第一核電站發(fā)生核泄漏事故;海嘯沖走大量建筑物;

由地震直接破壞的建筑物不多;非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(主要是吊頂)震害突出;

長周期地震動對長周期建筑物有影響;較大地區(qū)發(fā)生土壤液化現(xiàn)象。3.3東日本大地震災(zāi)害特點(diǎn)3.3東日本大地震災(zāi)害特點(diǎn)海嘯高度分布圖女川町海嘯從兩座山口中流入，浸水高達(dá)25m，4層樓房被沖倒海嘯達(dá)到房頂，將柱子沖壞3.4主要震害特點(diǎn)(1)截止到2012年1月12日，死亡15844人，失蹤3