第5章活断层地震130428

工程地质学活断层地震水库诱发地震活断层的工程地质意义活断层：一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期（11000a～35000a间）活动过、极有可能在不远的将来（一般理解为重要建筑物如大坝、核电站的使用年限之内，约100a～

200a）重新活动的断层。⒉活动特点蠕滑（稳滑）——持续不断缓慢蠕动粘滑——间断性、周期性突然错断，常伴有地震TheLandersfault(redlinesatleft)andtheHectorMinefaultanditsaftershocks(redlinesandcirclesatright).TheHectorMineearthquakewasamagnitude7.1,anditproducedthousandsofaftershocks.(ImagecourtesyofEgillHauksson,Caltech)⒊活动强度以错动速率判定速率变化特点相当缓慢，1mm/a已属强活动断层圣安德列斯断层（最有名的）仅5cm/a

SanAndreasFaultThroughCarrizoPlainTheSanAndreasfaultcutsspectacularlyacrosstheCarrizoPlainofCaliforniainthisviewlookingtothenorthwesttowardSodaLake(whitesaltflatvisibleonthehorizon).StreamsdrainingofftheTemblorRangetotheeast(lowerrightofpicture)areoffsettothenorthbyright-lateralstrike-slipfaultmotionalongtheSanAndreas.TheSanAndreasmarkstheboundarybetweenthePacificPlatetothewestandtheNorthAmericanPlatetotheeast,andisamongthemostactivefaultsystemsintheworld.Geologistsbelievethatthetotalaccumulateddisplacementfromearthquakesandcreepisatleast550kilometersalongtheSanAndreasfaultsinceitcameintobeingabout15-20millionyearsago.TheentireSanAndreasfaultsystemismorethan1300kilometerslongandextendstodepthsofatleast16kilometerswithintheEarth.Indetail,thefaultisacomplexzoneofcrushedandbrokenrockfromafewhundredmeterstoseveralkilometerswide.ManysmallerfaultsbranchfromandjointheSanAndreasfaultzone.⒋活动性断层判定标志⑴最新沉积层被错断（Q3以来的地层直接测量数据）美国南加州莫哈维沙漠中的圣安德烈亚斯断层的活动，将第四系中的沟壑错开图中充当标尺的小伙是UCDavis地质系大地构造专业研究生PeterGold，何鹏摄于2009年4月26日断层错动方向⑵地形地貌标志（古建筑被错断山地、平原地貌突变等）⑶断层物质绝对年龄测试结果⒌研究意义·它的活动会直接损害跨断层修建或与断层邻近的建筑物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.·伴生地震使大范围内建筑物受损专家：两大断层之间挤压频繁洛杉矶随时大地震

据媒体综合报道，美国地震学家近日说，美国洛杉矶市不久可能发生地震，因为位处南加州两大断层之间的圣盖博山和洛杉矶市中心，地层下方压力不断聚积，能量一旦释放便会造成地震。强度可达里氏6.7级，但无法预测何时发生。美国太空总署喷气推进实验室地震专家阿格斯上周四发表声明，指洛杉矶可能发生的地震属于中度规模。阿格斯的研究发现，圣盖博山下层的西拉玛德瑞和位于洛杉矶市区地下的朋地冈两大断层挤压频繁，能量释放速度为一年0.2英寸，相当可观。南加州大学华裔地震专家郦永刚同意阿格斯的说法，郦永刚的研究发现，洛杉矶位处圣安德里斯和圣哈辛多两大断层上，地震频率非常高，南北两断层挤压产生能量，一边释放造成另一边积压，这种规模为里氏3级或以下的地震几乎每天发生，但是一般人通常感受不到。

美国专家称洛杉矶极有可能遭毁灭性大地震据美联社报道，美国地质勘探局地震专家琼斯至今记忆犹新，2001年8月，就在“9·11”恐怖袭击之前，她参加了由美国联邦紧急措施署召开的一个紧急情况训练研讨会。会议列出了最有可能威胁美国的三大潜在灾难：一是纽约发生恐怖袭击，二是新奥尔良遭遇超强飓风，三是圣安德烈亚斯断层(加利福尼亚州地带)发生大地震。截至目前，前两大潜在灾难不幸被言中，都已经变成无法挽回的事实，只剩下最后一项大灾难还未出现。琼斯和其他地震专家想借“卡特里娜”飓风的契机对加州如何预防大地震做全面评估。琼斯和其他地震专家同时指出，过去20年间，加州很少遭遇地震袭击，这是非常幸运的一件事，但是，这并不代表加州以后都能平安无事。南加利福尼亚地震灾害小组预测，2024年以前，南加州发生里氏七级以上地震的可能性高达80%到90%，可以说大灾难就在眼前。比“卡特里娜”可怕其实，美国加利福尼亚州居民长期以来一直认为，一场空前的大劫难“大地震”正在该州赫赫有名的圣安德烈亚斯断层下面蠢蠢欲动。美国地质学家1999年在洛杉矶市普恩特丘陵地带地下3公里处发现活性断层，科研人员在今年6月25日根据不同震荡方式模拟了多个场景，以确定该断层引发大地震后可能造成的损失。他们发现，此类地震可能使洛杉矶这座拥有900万人口的美国第二大城市毁于一旦。美国地质勘探局地球物理学家菲尔德说：“这场大地震带来的经济损失将在8200万美元和2.52亿美元之间，死亡人数将在3000到1.8万之间。”Twooftheworld’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.龙门山断裂带绵竹5.12地震中毁坏的公路桥何鹏摄于2008年8月⒍活断层区规划设计建筑物的原则⑴

规划选场·有低级别的活动断层的场地优于有高级别的的场地;·尽可能避开主断层带;·尽可能避开正、逆断层的上盘（此处地表变形强烈，分支、次生断裂发育）;·有较大规模正、逆断层，场地要选在距断面数公里以外.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建筑物类型选择

即使坝体部分被错开3～5m，因坝体本身非常宽厚而且是柔性的，单纯因错动是不会破坏的。而混凝土坝都是坚硬脆性的，任何有垂向分量的断层错动，即使是10～20mm的次级断层错动，必然导致或使坝、基分离，或使坝体破裂。当场地有活断层穿过，或场地位于正、逆断层上盘只能建散体堆填坝，不宜建混凝土坝。（3）建筑物结构设计原则

②能安全控制大的渗流量（心墙两侧的无粘性土的过渡带要有较低的渗透性，渗流量可以被降低到一个可以控制的数量）保证土坝在产生5～7m的错动（距今200年来活断层最大位移）时不致出现大的开裂（一般设计为有相当厚的无粘性土过渡带的多种土质坝）上游坝壳下游坝壳防渗心墙地震的工程地质研究1.关于地震指：接近地表面的岩层中弹性波传播所引起的震动中源地震（70～300Km）深源地震（130～700Km）火山地震陷落地震人工诱发地震浅源地震（0～70Km）按震源深浅分为构造地震按成因分为分类（最广、最多、最严重）

2.构造地震发震机制

产生于板块边缘和板块内部活动构造带，地壳和上地幔岩石在地球内力作用下，产生构造变形积蓄应变能，一旦达到岩体强度极限，就会发生突然的剪切破裂或沿已有破裂面产生突然错动，积蓄的应变能就会以弹性波的形式突然释放使地壳震动而发生地震。⒊地震波在介质内部传播分为·纵波（P波，质点振动方向与波前进方向平行）面波分为体波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.·横波（S波，质点振动方向与波前进方向垂直）S-Wave:TheseSecondaryWavesaremuchslowerandmuchmoredestructivethanP-Waves.Theyaretransversewaves.Thismeanstheymaketheearthvibrateperpendicularlytothedirectionofthewavetravel.Notgettingit?Thinkofaropelooselyheldbytwopeople.Onepersonstartsmovinghis/her/itshandupanddownrapidly.Noticethe"wave"intheropegoesfromperson'A'toperson'B'whiletheropeitselfsimplyvibratesupanddown-perpendiculartothedirectionbetweenthetwopeople.Thiswavecausesdamageduetoitsconfiguration.Itcausesbuildingstobethrustupwardfromthegroundthenthegrounddropsoutfromunderitasthewavetravelsby.限于界面附近传播，由体波到达地面后激发的次生波分为·瑞利波(R,在地面滚动，质点在平行于波传播方向的垂直平面内作椭圆运动,长轴垂直于地面)RayleighWave:ThisisacombinationPandS-Wave.

It'sanalogoustoanoceanwave.It'sbothlongitudinalANDtransverse.It'shardtoenvision,butlookatthediagrambelow.Thesurface,whilebeingtoldtovibrateforwardandbackwardinthedirectionofthewaveisalsotoldtovibrateupanddownperpendiculartothedirectionofthewave.Gotit?Theresultisthesurfacemovinginaverticalcircularpath-backandforthANDupanddown.TheRayleighwaveisparticularlydamagingbecauseittellsstructurestomoveintwodirectionsatonce.·勒夫波(L，质点在水平面内垂直于波前进方向作水平振动作蛇行运动)LoveWave:Notascarysoundingwave,right?Damaging,yes!ThisoneissortaaRayleighWaveonitsside.IttellsthesurfacetomoveforwardandbackwardANDleftandrightatthesametime,sortalikeasurfacecircle.Also,verydamaging.注意·地震记录图顺序：P——S——L——R·面波对建筑物的破坏最大（常具有很大振幅，能在建筑物地基之下造成水平剪切）⒋相关术语震中:震源在地面的垂直投影点震中距:地面上任一点距震中的距离震源:弹性波的地下发源地⒌震级指：一次地震时震源处释放能量的大小震级能量一级地震能量=2×1013尔格每增大一级约增30倍一个7级地震的能量约合30颗两万吨级的原子弹震级指标里氏震级：距阵中100Km处的标准地震仪所记录的以微米表示的最大振幅A的对数值如：10mm=10000um，则M=lg10000=4实际里氏震级：采用修正算法得出

1935年由美国地震学家里克特及古腾堡共同制定的里氏地震规模的主要缺陷在于它与地震源的物理特性没有直接的联系，且在8.3至8.5级左右产生饱和，使强度不同的大规模地震显示同一数值。21世纪初，地震学者普遍认为这些传统的标度已经过时。1977年美国加州理工学院的金森博雄教授提出了地震矩规模(momentmagnitudescale)，该标度能更好地描述地震的物理特性，如地层错动的大小和地震之能量。地质学家塞恩·斯坦和埃米尔·欧卡尔认为去年年底印度洋大地震地震矩规模不是开始认为的9.0级，而为9.3级，因为地震矩的标度每增加0.3级，能量就大约增加两倍。历史纪录中最强烈的地震是1960年5月22日的智利大地震，地震矩规模9.5级。日本气象厅大地震预警系统⒍地震烈度应防止·从地震破坏现象做出烈度的估计·单凭破坏现象的描述进行烈度划分确定方法——用与震动有关的物理量地面最大位移地面位移加速度地面位移速度与震级的关系·震级一定,震源深度和震中距越小,则烈度越大·M=0.66Io＋0.98·距震中等距离的不同点上的烈度不一定相同地震时一定地点的地面振动强弱的尺度，是指该地点范围内的平均水平而言。指：基本烈度含义的时代变化特点·不是某一次地震影响所致的烈度·是用统计学方法计算得来的综合烈度·“基本”二字是为了与一般使用的烈度意义有别基本烈度指场区在今后若干年可能遭遇到的最大危险烈度(广义的)50～60年代场区历史上曾经遭受过的最大烈度为基础当地的地质构造特点和地震发生频率＋确定特点：没有明确的时间含义70～80年代未来百年内，平均土质条件下，场区可能遭遇的最大地震烈度指：特点：有较明确的时间含义90年代以后指：50年期限内，一般场地土条件下，场区可能遭遇超越概率为10%的烈度值，即达到和超过《中国地震烈度区划图》上烈度值的概率为10%特点：有较明确的时间含义和概率含义常用地震烈度术语场地烈度：指某一地区或场区，根据其地区的地质条件的不同（如岩性、地质构造、地下水、地形地貌、自然地质特征），参照地区的基本烈度而加以修正的烈度。50年期限内，一般场地土条件下，场区可能遭遇超越概率为10%的烈度值，即达到和超过《中国地震烈度区划图》上烈度值的概率为10%。50年超越概率为10%的风险水平，是目前国际上一般建筑物普遍采用的抗震设防标准基本烈度：根据基本烈度或场地烈度，结合建筑物所在地的重要性、等级，以及结构物的特点，为保证建筑物的安全而修正的烈度。设计烈度：⒎地震区划图地震动峰值加速度指地震动过程中，地表质点运动加速度的最大绝对值。单位：m/s2

以基本烈度为地震危险性标志服务于工程建筑抗震工作的一种长期地震危险性预报图件指：地震动峰值加速度分区地震基本烈度＜0.05g＜Ⅵ0.05gⅥ0.10gⅦ0.15gⅦ0.20gⅧ0.30gⅧ≥0.40gⅨ编图及查阅原则②

地质条件相同的地区，地震活动性亦可能相同③

90年代后，加入遭遇地震危险的可能性因素(即发生概率)④

工作中应查阅最新的《中国地震烈度区划图》①

曾经发生过地震的地区，同样强度的地震还可能重演用途国家建设规划中小型工程抗震设计特点·比例尺小（我国现行同类图为1:300万）·只能提供较大地区内地震危险度的平均估计·不能用于预测地震破坏作用在较小范围内的变动⒏场地地震效应指:在地震波的作用下，场地出现的各种破坏作用。分为场地破坏效应地面破裂效应强烈震动效应

现象:绝大多数破坏性地震是由于沿活动性断裂产生突然错动而引起.如果震源较浅,断层错动可直达地表造成地表错断.它沿一定方向展布于一个狭长地带内,绵延数公里至数百公里,跨越这一断层的房屋、堤坝、桥梁以及各种管线会因此破裂而产生严重破坏。TheEmersonfault,oneofthesegmentsthatrupturedintheM7.21992Landers,Calforniaearthquake.(PhotobyKerrySieh,Caltech)地基失效效应（砂土液化）现象：如果建筑物地基强度很低或地震动加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失以致地基的变位、移动。砂土液化砂土液化的成因τσn无水震陷砂土抗剪强度τ＝σn·tgφτ—砂土的抗剪强度σn—砂粒接触面上的正应力pwo饱水无震砂土抗剪强度τ＝（σn－pwo）·tgφpwo—孔隙水静水压力pwo＋Δpw饱水振动砂土抗剪强度τ＝[σn－（pwo＋△pw）]·tgφΔpw—振动过程中的剩余孔隙水压力

粒间无内聚力的松散砂体，主要靠粒间摩擦力维持本身的稳定性和承受外力。

当受到振动时，粒间剪力使砂粒间产生滑移，改变排列状态。如果砂土原处于非紧密排列状态，就会有变为紧密排列的趋势；如果砂体的孔隙是饱水的，要变紧密就要从孔隙中排出一部分水；如果砂粒很细，整个砂体的渗透性不良，瞬时振动变形须从孔隙中排出的水来不及排出砂体以外，结果必然使砂体中孔隙水压力上升，砂粒间有效正应力就随之降低。

当孔隙水压力上升到使砂粒间有效正应力为零时，砂粒就会悬浮于水中，砂体也就完全丧失了承载力，这就是砂土液化。导致砂土液化的振动机械振动(限于个别地基或个别场地范围)地震(区域性的，面积可达数千平方公里)

自滦河口以西直至宁河一带,数千平方公里范围内到处喷水冒砂,十几万亩农田为砂土所覆盖,十几万口机井为砂所淤塞,不少公路铁路大桥由于强烈沉降而被毁,许多工业民用建筑物受到破坏.其它如75年的海城地震、64年的阿拉斯加地震等都引起过较大区域的砂土液化.砂土液化的危害涌砂：掩盖农田，严重损害农业灌溉设施地基失效：随粒间有效正应力降低，地基土层的承载力也迅速下降，直至砂体呈悬浮状态时地基的承载能力完全丧失。地面沉降和地面塌陷：变密而沉降，涌砂而塌陷由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动，可引起大规模滑坡。滑塌：区域性砂土地震液化的形成条件砂土特性结构愈松散，越易液化粉(0.075≥d＞0.005)、细(0.25≥d＞0.075)砂体最易液化粘粒含量少、粒径愈均匀，愈有利于液化砂体埋藏条件直接出露在地表的饱水砂层最易于液化地下水埋深愈浅，非液化盖层愈薄，愈易液化地震特性地震愈强、加速度愈大，则愈容易引起砂土液化地震持续时间愈长，愈易引起液化砂土液化防护措施良好场地的选择表层非液化盖层厚度大地下水埋深大人工改良地基增加盖重换土（适于地表处理）改善饱水砂层的密实程度选择适宜的基础形式筏片基础（层数较少时）较深的支撑桩基或管柱桩基

斜坡破坏效应台湾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月因地震诱发的西藏易貢藏布大滑坡引起。

LakeSarez(top),deepinthePamirmountainsofTajikistan,wascreated90yearsagowhenastrongearthquaketriggeredamassivelandslidethat,inturn,becameahugedamalongtheMurghobRiver,nowcalledtheUsoiDam.6月9日17时，从空中看到的堰塞湖泄洪渠水流越来越急。新华社记者李刚摄

6月14日，日本宫城县栗原市的公路在地震中因塌方而损毁。5.12汶川大地震中山体垮塌阻断了都江堰至汶川的交通通路新北川中学岩崩906人死亡！水库诱发地震⒈水库诱发地震的共同特点震中密集于库坝附近水库最大水深区库区及附近断裂带震源极浅（4～7Km，导致面波强，0点几级就有震感，3

级就可造成破坏）地震活动峰值在时间上均较水位或库容峰值有所滞后⒉水库诱发地震的诱发机制⑴不是水库荷载直接造成的⑵水库蓄水对库底岩体的各种效应物理化学效应使岩体断裂面及其充填物软化、泥化,而降低其抗剪强度硬石膏水化膨胀（大规模、突然膨胀的可能性极小）应力腐蚀（硅氧分子水化后会使破坏时间显著缩短）水库荷载效应荷载产生岩体内的附加应力，恶化断裂面的应力条件（尤其是大水库）当库底岩体两侧有深大陡立断裂时该效应更加明显空隙水压力效应原抗剪强度τ=c+σntgфσnτ=c+σntgф现抗剪强度τ=c+(σn-Pw)tgф(考虑空隙水压力后)Pwσnτ=c+(σn-Pw)tgф即：透水裂隙库水渗入提高空隙水压力降低裂隙面上正应力降低抗剪强度⒊

水库诱发地震的地质条件转换断层及大的平移断层处可能性较大（美国的圣安德烈斯断层）相当高的天然地应力及中等到较高的应变积累速度明显的新构造活动迹象（是水库诱发地震的必要条件）较高的岩体强度和完整性（利于积蓄应变能）原始地下水位低、库水入渗通道发育（如喀斯特地貌发育区等）地热流高（是一般水库地震震例具有的条件，如火山、温泉）

三峡水库建成蓄水后是否会诱发地震？有关专家认为，有可能局部出现水库诱发地震的现象发生。到目前为止，全世界共发生水库诱发地震约70起至80起，占世界水库的2‰至3‰。但随着大坝高度的增加，发生水库诱发地震的比例也相应增加，坝高超过200米的水库（三峡坝高为185米），发生诱发地震的实际比率为34％。现在，全球记录的最大的两次水库诱发地震发生在印度的柯依纳水库（6.5级）和我国的新丰江水库（6.1级）。专家说，三峡水库大坝是建立在一个80平方公里完整的花岗石上，这从某种程度上减少了蓄水后诱发地震的几率。而有可能诱发地震的巫山和巴东地区，目前也已做好了治理与防护工作。此外，一个由全球定位系统、精密激光测距等先进技术组成的地壳形变监测网、诱发地震检测总站以及采用当今先进成熟的数字遥测技术的地震台网也已投入运转。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间凹陷部分为印度洋大地震给海床烙上的“伤疤”近日英国科学家公布了去年年底印度洋大地震发生后，受板块构造冲撞而发生变化的震中地区海床的首批图片。这是人类历史上大规模地震爆发后，海床首次被迅速观察得到的结果。图片显示，受地震影响，印度洋海底山脊已倒塌，并形成数公里宽的山崩地段。据最新一期的《自然》杂志文章报道，英国专家利用高清晰度的多束激光声呐对海底进行了扫描，这些图片显示，受地震影响，印度洋海底中高达1500千米的山脊已出现了巨大的倒塌，并形成数公里宽的山崩地段。科学家初步评估，地震发生时，印度和缅甸两块板块构造突然运动相碰时，印度板块构造被向下挤压，造成海床隆起一道山脊，海水因此向上涌出，结果引发了去年12月26日发生的东南亚大海啸。

这两张2004年12月30日发布的卫星图片显示的是印度尼西亚亚齐省首府班达亚齐海滨地区受海啸袭击前后的情形。其中，上图拍摄于6月23日。上图拍摄于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