区域地壳稳定性定评价

1、区域地壳稳定性定评价 研 究 生 姓 名 周 冀 学 生 学 号 20152201078 学 科 专 业 15级地质工程 论 文 提 交 日 期 2016年 5月 13 日区域地壳稳定性定评价国资学院 15级地质工程专硕 周冀 20152201078摘要：区域地壳稳定性评价是工程地质重要的分支学科，是在我国几十年的工程地质实践中发展起来的一项特有的区域工程地质理论方法体系，在重大工程场地选址、国土资源规划、减灾防灾等地质工作中发挥了积极的作用，已经形成了一套较完善的理论方法，被广大工程地质工作者所广泛接受使用。本文通过对区域地壳稳定性研究的回顾和总结，划分了理论发展的四个阶段:上世纪 50 7

2、0 年代的孕育期、60 80 年代的形成期、80 年代 21 世纪初的发展期、21 世纪以来的徘徊期，并分析了目前区域地壳稳定性研究存在的主要问题。在此基础上，结合中国地质调查局第一部区域地壳稳定性调查评价规范的制定，对规范的社会需求、编制理念、主要内容结构等进行了说明，对存在较大争议的问题进行了探讨并给出解决意见，目的为这项我国特有的区域工程地质理论的发展和规范的贯彻实施助一臂之力。关键词：区域地壳稳定性 构造稳定性 安全岛 地质灾害 区域地壳稳定性研究是随着我国大型工程和规模经济规划建设的区域地质条件和地质环境论证而逐渐发展起来的具有中国特色的工程地质的分支学科(领域)。本文综合概括目前区

3、域地壳稳定性评价的研究现状和发展趋势,重点论述区域地壳稳定性评价理论体系的3种代表性理论,即“安全岛”理论,构造 控制理论和区域稳定工程地质理论。结合面临的主要任务,提出未来区域地壳稳 定性评价的几个重要发展方向和趋势,即区域地壳稳定性评价的国际化趋势、理论和技术多样化趋势、城市三维稳定性评价与小区划趋势、基于GIS 技术的信息系统趋势及为国家重大工程规划选址、建设、运营和管理全程服务的趋势。 区域地壳稳定性分析是地壳稳定性评价的基础,主要涉及稳定性条件和因素的识别,重点是分析影响地壳稳定性的各种因素和标志,包括区域地质环境、地壳结构、构造格架、新构造活动和现今构造活动及其构造应力场等;同时还

4、涉及多学科的相关理论,其中比较成熟且 具有代表性的理论有3种。 “安全岛”理论以李四光倡导的活动构造体系与“安全岛”理论为主体,进行区域地壳稳定性分析评价。其核心思想是在现今构造活动强烈地区,寻找活动相对微弱的“安全岛”;而在现今构造活动性微弱地区,圈出活动性相对较强的活动带。这一理论用简要的关键词将区域 地壳稳定性评价的实质内含表达出来,通俗易懂,因此,得到快速发展,特别是经过胡海涛等人 在研究实践中的发展,使“安全岛”理论在层次上含义更为明确,理论思路和技术方法获得进一步发展和完善,逐渐成为区域地壳稳定性评价的主导理论之一。 构造控制理论以构造稳定性分析评价作为区域地壳稳定性评价的核心内容

5、,强调内动力产生的构造活动性和构造块体稳定状态是区域地壳稳定性研究的主体。根据研究思路的差别 又可以分为两种观点:其一,以断裂活动性、地震活动性和断块稳定状态分析评价为主导的思 路,主要观点是内动力作用所产生的地震、断裂活动、火山活动、新构造和现今构造变形及其应力场是决定区域地壳表层稳定程度差异的关键因素。其核心是研究地壳现今活动性( 稳 定性的反义词 ) 及其对工程安全的影响,与国外地震稳定性和断裂活动性评价相类似。以现今地壳活动的断裂活动性和地震、火山活动性研究为主线,分析地壳稳定性条件及其影响因 素,探讨地震过程与地壳稳定性的关系,评价构造断块稳定性。这方面的研究思路与国际上地震危险性和

6、地质灾害风险评估相类似,有利于国内外的交流和推广。其二,以构造应力场研究为主线,进行区域地壳稳定性评价。强调现今构造应力场是决定区域构造现今活动、断裂活 动、地震活动和构造稳定状态的根本因素;其核心是以现今构造应力场、形变场、地热场研究为基础,揭示现在地壳稳定状态的根本原因和规律,进而评价区域地壳稳定性。在理论上,以物理学的“场论”为核心,用应力场、变形场、能量场和热场等等反映各种内动力作用所导致地壳表层变形的时空分布趋势和规律,揭示构造稳定性的机制和相互影响; 在实践上,用仪器现场测量、地震机制解译与数学、物理模拟实验相结合,以现今构造应力场分析研究为 中,新构造以来的构造应力场演化研究为辅

7、,在分析揭示现今构造活动性、地震活动性规律和 原因的基础上,评价区域地壳稳定性。区域稳定工程地质理论以区域稳定性工程地质评价为核心,将区域地壳稳定性评价 分为构造稳定性评价、地面稳定性评价和场地稳定性评价3个层次,强调地球内动力作用是 影响区域地壳稳定性主导因素的同时,考虑外动力和特殊物理地质现象对地面和场地稳定性的影响。其核心是围绕地球内外动力综合作用的灾变过程及其对区域地壳稳定性影响因素研究, 从新构造、活动断裂、地震活动性等方面为主研究构造稳定性,从地壳表层地质灾害和工程岩土性质为主研究地面和场地稳定性,而3者综合考虑多层次评价区域地壳稳定性,使地壳 稳定性研究贯穿于工程地质研究的全过程

8、,工程地质意义更为明显。区域地壳稳定性评价是地壳稳定性研究的核心,其基本理论主要包括区域地壳稳定评价指标的确定、稳定性分级分区原则、定量化评价模型的建立等。( 1 )确定区域地壳稳定性评价指标,目前遵循以构造稳定性评价指标为主,地面稳定性、岩土体稳定性指标为辅的原则。评价指标的数值化同样服从这一原则。在实践过程中,某一单体评价指标及其数值化可以根据研究区域的实际要求灵活处理。( 2 )稳定性分级分区原则,目前认识已趋于一致,并制订了 国家统一规范,即四级划分原则 。对于具体工程区地壳稳定性评价,一级分区还不能满足精度要求,需要进行二级或者三级分区。二级分区原则可根据构造稳定性和地面稳定性的不协

9、调 性加以确定。其中从等级A、B G、H,稳定程度逐渐降低。( 3 )地壳稳定性定量化评价模型 研究近几年发展迅速。80年代末期以模糊数学评判为主,至90年代初又增加了专家系统、信息模型、灰色模型等。利用多种评价模型相互补充、验证,可以提高地壳稳定性评价的精度和可靠性。 区域地壳稳定性评价作为一门实用性很强的学科在研究目的和发展方向上应和工程建设的实际要求相结合 ,为工程选址及布局提供定量的地质数据 ;在理论上 ,结合地质力学和槽台学说优点的同时, 应紧密和当代地球科学发展的前沿相结合 , 评价方法及评价指标的选取 ,考虑内外地球动力作用的耦合,将内外动力地质灾害分析统一起来, 建立统一地质灾害分析评价及预测动力学模型, 同 GIS 结合起来 ,吸收现代自然科学的成果实现区域地壳稳定性研究从平面到多维 、线性到非线性、定性到定量的研究思维方法和技术的转变,