工程地质2第二章

第二章地质构造第一节地质年代第二节地质构造第三节阅读地质图第四节活断层第五节地震附:地壳运动一.地壳运动的概念地壳运动又称构造运动，主要是指由地球内力引起岩石圈的变形、变位以及洋底的增生和消亡的作用。它使地壳产生倾斜、褶皱、断裂等各种地质构造，引起海、陆分布变化，地壳隆起和凹陷，以及形成山脉、海沟，产生火山、地震等。人们常把晚第三纪（或称新第三纪）以来发生的构造运动称为新构造运动；把晚第三纪以前发生的构造运动称为古构造运动；把人类历史时期到现在所发生的构造运动称为现代构造运动。二.地壳运动的基本形式地壳运动的基本方式有两种：水平运动和垂直运动。

1.水平运动地壳或岩石圈大致沿地球表面切线方向的运动称之为水平运动。其表现为岩石圈的水平挤压或水平拉伸。引起岩层的褶皱和断裂，可形成巨大的褶皱山系、裂谷和大陆漂移等。故又称水平运动为造山运动。（1）相邻块体分离形式——（2）相邻块体相向汇聚（3）相邻块体剪切、错开

2.垂直运动地壳或岩石圈沿垂直于地表即沿地球半径方向的运动称之为垂直运动（升降运动）。其表现为岩石圈的垂直上升或下降。需要进一步说明的是，地壳运动在漫长的地质时期里，有时表现为和缓的变动，有时又表现为剧烈的变动，二者相互交替，使地壳按照螺旋式上升的规律向前发展。水平运动和垂直运动是相互依存、相互制约的，也就是说在以水平运动为主的地壳运动中伴随着垂直运动，而以垂直运动为主的地壳运动中也常伴随着水平运动。地壳运动也就是在这种极其复杂的环境下不断向前发展的。3.地壳运动理论地质力学（李四光）重力构造（马杏垣）波浪镶嵌构造（张伯声）地洼学说（陈国达）断块学说（张文佑）地槽-地台多旋回构造学说（黄汲清）板块构造学说（尹赞勋，李春昱，郭令智）历史大地构造（王鸿祯）1.隆起说是第一个大地构造假说，系赫顿(J.Hutton，l788)等人于十八世纪晚期创立。岩浆入侵于沉积岩之中，以及现代火山活动的壮观景象，给隆起说学者以深刻的印象。他们推论地壳的各种地质现象都是由地下热能在上升过程中造成的，从而认为，地壳运动中起主导作用的是垂直方向的上升运动，隆起的原因在于熔融岩浆的上升。当岩浆向上侵入挤进岩层之中，还会派生出斜压力或水平侧压力，再加上岩层本身的重力及所受阻力的共同作用，会导致岩层发生褶皱变形。这种褶皱应围绕着隆起中心向四周推挤而成。2.收缩说到了十九世纪三、四十年代，隆起说渐趋衰落，代之而起的是法国地质学家博蒙（EliedeBeaumont1830，1852)提出的收缩说。上述平行延伸的剧烈的褶皱变形，用水方向收缩作用来解释是很自然的。收缩说认为早期的地球曾一度处于熔融的液态，以后逐渐冷却收缩。冷却先从地球表层开始，地壳就是这种冷却固结的产物。随后，冷却收缩作用进一步发展到地球的深部。结果，相对于正在缩小的地球内部来说，地壳是太宽敞了，于是迫使地壳收缩形成褶皱系，就象干缩的苹果皮一样。徐士(Suess)于1876年对收缩说作了重要补充。他把地壳划分为刚性和柔性地段，当整个地壳发生收缩时，刚性地段并未卷入褶皱作用，相反对柔性地段起着老虎钳的作用。柔性地段(巨厚的地槽沉积)便在不断靠拢着的较刚性的地台或中间地块之间被揉皱，形成带状的褶皱山系。3.膨胀说放射性元素的发现，促使一些学者注意地球变热和膨胀的可能性。地球膨胀说(O.C.Hilgengerg，1933等)在理论前提上与收缩说恰好对立。收缩说注意到陆上褶皱山系的压缩褶皱现象，膨胀说则着眼于现代大洋的扩张新生性质。二十世纪五十年代晚期张性的全球性裂谷系的发现，使得膨胀说增添了一些新的信徒。可是，地球上除扩张带外还存在着压缩带(格皱山系)，这是地球膨胀说所无法解释的。如果认为大陆曾一度盖满整个地球表面，则当时地球半径只有目前地球半径的二分之一左右，当时地球物质的密度要大于目前好几倍，还难以想象何种物质能有这么高的密度。古地磁资料的推算也得出，从二叠纪以来，地球的体积并没有发生过显著的变化。这样，地球膨胀说的信徒只有少数人。4.脉动说脉动说最早是由RothPletz(1902)应运而生。脉动说的较完善形式是由美国地质学家布克(BucherJl933)、苏联学者乌索夫(1940)等提出的。此说认为，在地球的发展过程中，膨胀和收缩是交替发生的。前者与放射性热的积聚有关，后者与放射性热的强烈折出有关。在地球膨胀时期，地壳开裂，形成地槽，伴随着玄武岩喷溢；在地球收缩时期，充填地槽的沉积物变形，形成褶皱山系，伴随着花岗岩侵入。脉动说对于单纯强调压缩的收缩说是一种改善和发展。不过，脉动说也有其严重的弱点。例如经常可以见到，在同一地质时期，一些地区在扩张，另一些地区则处于压缩状态；更重要的是，还缺乏地球体积有过明显变化的证据。5.地幔对流说英国地质学家霍姆斯（1928）用地幔对流的上升流阐述大陆地壳的破裂、拉开及大洋的形成，从而把地幔上升流和下降流组合成统一的对流图式。霍姆斯还将地幔对流说与活动论（当时以大陆漂移说为代表）相互结合起来。大陆和岩石圈驮伏在地幔对流体上，从大洋中部的扩张带向两侧的挤压带移动；扩张带位于上升流处，挤压带（如海沟）位于下降流之上。这实际上已粗略地勾画出了六十年代海底扩张和板块构造概念的轮廓。6.大陆漂移说的基本内容魏格纳假设地球上所有的大陆在中生代以前（180Ma)曾是一个统一的巨大陆，称为联合古陆或泛大陆，中生代以来，联合古陆分裂，它的碎片——即现代的各大陆逐渐漂移到目前所处的位置上(大陆漂移过程图）。由于大陆原来是一大块，所以以前根本不存在大西洋、印度洋，而只有围绕泛大陆的广阔海洋——泛大洋（古太平洋），以后大陆分离，形成了大西洋和印度洋，泛大洋收缩而形成现今的太平洋。较轻的硅铝质大陆块就象大冰山一一样沉浮在较重的硅镁质岩浆里，，大陆就在硅镁层上漂移着，当大陆漂移时，前方的洋底被大陆所掩盖，后方的硅镁层洋底不断地露出来。大陆漂移的驱动力是与地球自转有关的两种力：向西漂移的力和指向赤道的离极力。

大洋中脊（或中隆）是地幔对流物质上升、不断形成新洋壳的地带，洋壳在中脊连续产生而把大陆向两侧推开；在地球体积基本不变的假定条件下，必须有一部分洋壳在地表的另一地区等速销毁，洋壳就在贝尼奥夫带重新插入地幔根据有关证据，海底扩张的速度为2cm/a，这就意味着占地球表面积2/3的大洋壳是在地球历史5%的时间内（2亿年）内形成的，即大洋是年青而短命的。另一方面，大陆尽管永远存在，但却只是被动地被拉开、合拢或彼此华裔，各大陆仿佛坐在传送带上，在对流层上漫漫移动。海底扩张最主要的动力是地幔物质的对流

7.海底扩张学说要点8.地质力学说

地质力学是李四光创立的应用力学原理研究地壳构造和地壳运动的学说。以地球自转速度变化为地壳运动的力源，通过大量实践已形成一套鉴定构造形迹，划分构造体系的工作方法。在石油和各种金属、非金属矿产的普查勘探以及地震预报等工作中收到显著效果。9.槽台说

地槽-地台说是经典大地构造学和理论地质学的核心，从19世纪末到20世纪50年代一直占统治地位。地槽-地台说把地壳划分为两个基本的构造单元∶即活动性强的地槽和比较稳定的地台。地槽通过造山运动转化为褶皱带，最后演变成为地台。地台在一定条件下又会活化。地槽-地台说是以沉积建造和岩相分析为基础建立起来的，它对于古地理研究，大地构造单元划分以及矿产勘探等方面有重要意义，许多基本原则至今仍然适用。但是它以升降运动为主的观点和仅考虑大陆构造的局限性使它无法解释全球构造的演化，而被板块构造学说所替代。10.板块构造理论要点

1.固体地球的上层在垂向上可划分为物理性质截然不同的两个圈层——上部的刚性岩石圈和下垫的塑性软流圈。

2.岩石圈并非浑然一体，而是由为数不多刚性板块组成，彼此镶嵌排列，并以每年若干厘米的速度相对移动，其边界有三种类型，地壳变形是板块相互运动的结果，变形性质与析块的边界类型有关；3.板块沿地球表面大规模的水平运动符合欧拉几何学原理，可以用一选定轴的简单旋转运动来描述，在全球范围内，新板块的增生和旧板块的消亡总体上应是相互补偿的；4.岩石圈板块运动的动能来自地球内部，最可能的一种机制是地幔对流。1、六大板块方案尽管在小板块的划分上尚有争议，然而全球主要板块分布的基本轮廓是清楚的。法国地球物理学家勒皮雄（X.LePichon,1968）将全球岩石圈划分为六大板块（六大板块分布图片）。2、十二板块方案较流行的还有十二板块的划分方案（十二板块分布图片）。另外，大陆内部大型板块的边界上往往还镶嵌着众多的小板块（镶嵌的小板块图片）①②③④⑤⑥十二板块划分方案第一节地质年代

一.地质年代及其意义二.地质年代的表示方法三.地质年代单位四.地质年代的确定五.地质年代表一.地质年代的概念及学习意义1

.地质年代---地质发展历史上依据地壳运动和生物演化而划分的各种级次的时间段落。地球的发展历史是由一系列地质事件（如地壳运动、岩浆活动、生物演化等）构成的，地质年代也就是各个地质事件发生的时代。包括先后顺序及距今多久两方面。2

.学习地质年代的意义1）同一时代的地层有相同或相近的性质（四川的J、K地层),不同时代相同名称的地层（Q1、Q2—Q3、Q4)有不同的性质。2）无地质年代无法判断地质构造类型及理解地质事件的先后顺序和地壳运动规律。3）无法阅读地质图。二.地质年代的表示方法1

.相对地质年代：由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位关系来决定。只知先后，不知具体的时间。2.绝对地质年代：由该岩石地层单位距今多少年以前来表示，通过地层中所含放射性元素的衰变测定。

三.地质年代单位与时间地层单位

地质年代单位的划分是以生物界及无机界的演化阶段为依据的，这种阶段的延续时间常常在百万年、千万年甚至数亿年以上，并且常常是大的阶段中又包含着小的阶段，小的阶段中又包含着更小的阶段。根据这种阶段的级次关系，地质年代表中划分出了相应的不同级别的地质年代单位，其中最主要的有宙、代、纪、世四级年代单位。另外还有期、时等单位。“宙”是最大一级的地质年代单位，它往往反映了全球性的无机界与生物界的重大演化阶段，整个地质历史从老到新被分为隐生宙和显生宙2个宙，每个宙的演化时间均在5亿年以上。

“代”是仅次于“宙”的地质年代单位，往往反映了全球性的无机界与生物界的明显演化阶段。每个代的演化时间均在5000万年以上。“纪”是次于“代”的地质年代单位，它往往反映了全球性的生物界的明显变化及区域性的无机界演化阶段。每个纪的演化时间在200万年以上。

“世”是次于“纪”的地质年代单位，它往往反映了生物界中“科”、“属”的一定变化。每个纪一般分为早、中、晚3个世或早、晚2个世。

地层：地壳发展过程中形成的层状岩石的总称。时间地层单位：地质史上对应每个地质年代形成的地层。

宇是空间概念，宙为时间概念。古人讲：四方上下曰宇，古往今来为宙。岩石地层单位：具有明显的岩石类型和可识别的物理界线的岩石体。地质年代单位宙代纪世期时间地层单位宇界系统阶岩石地层单位群组段层岩石地层单位的划分

岩石地层单位划分：群、组、段、层四级，其中组是基本单位。

组(formation)：是具有相对一致的岩性和具有一定结构类型的地层体，由一种或数种岩层有规律的组合而成。这种规律组合是指岩层中的夹层、互层及旋回等。组是野外地质填图的基本单位。

建组条件：1)岩性相对一致（均一、夹层、互层或特别复杂）;2)内部结构一致（内部不分段的组为一种结构类型，内部分段的组可有多种结构类型）;3)顶底界线明显（不整合或明显的整合）;4)一定和厚度和分布范围（一般要求能在区域地质图（1/5-1/20万）上表达）。

群group：组的联合。联合原则：岩性的相近；成因的相关；结构类型的相似等。群的顶底界线一般为不整合面或明显的沉积间断面。常用于前寒武系和中生代陆相地层。是组的高一级单位，代表着沉积环境在较长时期内连续变化的过程。群中不得包含不整合界面。

段member：组的再分。分段的原则：组内岩性的差别；组内结构的差别；地层成因的不同等。段的顶底界线一般是标志明显的整合界线。段：它可以是单一的岩性段或岩性组合段。岩性单一的组不分段。

层stratum：层有两种类型：一是岩性或结构相同或相近的岩层组合，可以用于剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层。地质年代单位显生宙隐生宙太古代元古代古生代中生代新生代寒武纪奥陶纪志留纪早古生代晚古生代泥盆纪石炭纪二叠纪三叠纪侏罗纪白垩纪第四纪第三纪四相对地质年代确定1.沉积岩层相对年代的确定岩层层序法岩性对比法地层接触关系法古生物化石法2.岩浆岩体相对年代的确定与已知年代围岩的接触关系穿插、切割定律

1).层序法：沉积岩层形成时是水平或近于水平的，先形成的位于下部，后形成的位于其上部。注意：原始产出的下老上新，并非现在野外见到的地层都是下老上新，其中又有后期地壳运动的改造。对于后期地壳运动使地层变动（倾斜、倒转）的地层层序可用沉积构造中的层面构造（波痕、泥裂、雨痕等）作为“示底构造”恢复顶底后，判断先后顺序。

2).岩性对比法

：在一定的区域内，同一时期形成的岩层，其岩性特征（成分、结构、构造）基本上一致或近似。3).地层接触关系整合接触

新老的层产状一致，地质年代连续，无缺失；说明地层形成过程中基本保持稳定的沉积环境，构造运动为地壳缓慢的下沉，即使有上升，也未将沉积面上升到水面之上而遭受剥蚀。

平行不整合

不整合面上、下地层产状基本一致，地质年代有缺失，新地层之下常有底砾岩；说明老地层沉积后有明显的均衡抬升，遭受剥蚀后又均衡下降，接受新的地层沉积。角度不整合

不整合面上、下地层产状不一致，有缺失，新地层之下常有底砾岩；说明老地层形成后构造运动强烈，形成断层、褶皱等构造，长期遭受外力剥蚀，而后下降接受新的地层沉积

不整合接触为划分地层相对地质年代的重要依据。沉积间断形成不整合面，不整合面以下先形成，较老；不整合面以上岩层晚形成，较新。平行不整合形成示意图角度不整合形成示意图

4).古生物化石：①.生物的演化从古到今，由低级到高级，由简单到复杂（具有无可逆性、不重复性）；

②.某一时代的地层中只能含有该时代生存的生物的化石(间断性)；

③.具有相同标准（演化快、生存时间短、数量多分布广、特征明显）化石或化石群的地层为同一时代形成（全球性）地球历史上五次生物大灭绝第一次生物大灭绝：

时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。

第二次生物大灭绝：

时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。

第三次生物大灭绝

时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期。

第四次生物大灭绝：

时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。

第五次生物大灭绝：

时间：6500万年前后，白垩纪晚期。生物演化简表

岩浆岩相对地质年代确定

它的相对年代的确定主要依据它与已知时代围岩的接触关系及不同岩浆体的穿插切割关系确定

1).接触

(1）侵入接触：岩浆体晚于其侵入其中的地层，一般被侵入地层的接触带有烘烤、变质等现象。

(2）沉积接触：岩浆岩体早于覆盖其上的地层（为一不整合面）。

2).穿插：侵入者年代新，被侵入者年代老；切割者年代新，被切割者年代老。

接触关系穿插关系33.绝对地质年代（同位素年龄）的确定

根据保存在岩石中的放射性元素的母体同位素的含量和子体同位素的含量分析，确定子体和母体的比例，关键是放射性元素的固定的衰变常数。

T=1/λ*Ln(1+d/n)λ——衰变常数其计算出的是该同位素的形成年龄，也就代表了所在岩石的形成年龄。常用的测年同位素K—ArRb—SrU—Pb

年代新（新生代或考古）常用C14

注意：同位素测年方法、原理科学性强，但由于子体D、母体N的含量不易测试或地史中保留不全（丢失），故存在测年误差。地史记年以百万年为单位。

同位素地质测年必须条件同位素地质测年必备的条件

1、具有较长的半衰期，那些在几年或几十年内就蜕变殆尽的同位素是不能使用的

2、该同位素在岩石中有足够的含量，可以分离出来并加以测定

3、其子体同位素易于富集并保存下来放射性元素蜕变母体同位素子体同位素半衰期

238U--→206Pb+84He45.1亿年235U--→207Pb+74He7.13亿年232Th--→208Pb+64He139亿年87Rb--→87Sr500亿年40K--→40Ar14.7亿年14C------→14N

3600年

五.地质年代表以地球演化的自然阶段性（地壳运动的阶段性----大气环境演化的阶段性----生物演化的阶段性）为依据，配合同位素地质年龄的测定，对漫长的地质历史进行系统性的编年与划分，编制出的在全球范围内能普遍参照对比的年代表即地质年代表----见下页。第二节

地质构造

一.地质构造：地壳运动(构造运动)在地壳岩层和岩体中遗留下来各种变形、变位形迹。(外力作用也可造成)主要类型1.水平构造2.倾斜构造

3.褶皱构造4.断裂构造5.垂直构造

6.不整合构造二.岩层的产状

1.岩层的定义：两个平行或近于平行的层面所限制的、由同一种岩性组成的地质体称为岩层。

2.岩层的产状定义：岩层在空间的展布状态称为岩层的产状。通常用岩层层面的走向、倾向、倾角三要素表示。

3.岩层的产状三要素

1）.走向：岩层面同任意水平面的交线称为走向线,走向线两端所指的方向即为岩层的走向，走向的方位角有两个，相差180°；

2）.倾向：垂直于走向顺岩层面引下的一条射线叫倾斜线，该倾斜线在水平面上的投影所指的方向即为岩层的倾向，以方位角表示，倾向只有一个方向，且与走向垂直，即走向与倾向的方位角相差90°；

3）.倾角：岩层层面与水平面所夹的锐角称岩层的倾角。

岩层产状的测量4.岩层产状的表示方法

1).方位角表示法：确定点为中心，正北方向的方位角为0度，按顺针方向旋转，旋转一周360度，正东、正南、正西为90、180、270度。方位角只计倾向和倾角如210º∠25º倾向的方位角为210度，倾角25度。

2).象限角表示法：以北或南方向为准（0º），将平面划分为四个象限，表示产状，一般记走向、倾角和倾角象限。N36ºW25ºS，表示走向北偏西36度，倾角25度大致向南倾斜。

3).特殊产状：水平岩层倾角=0°倾向—

走向∞直立岩层倾角=90°倾向—

走向α°符号表示法：在地质图上，岩层的产状常用符号“├30°”表示。岩层的原始产状沉积盆地（海洋或大型湖泊）中心，形成的岩层是水平的或近水平的，而边缘、岛屿，水下隆起等周围的沉积物产状具有一定的倾角，称为原始倾斜。原始水平的岩层，经构造变动后，可变为倾斜、直立、倒转以及各种褶皱形态，但也有仍保持近水平状态。不同产状的岩层对工程稳定性的影响不同.三.水平构造地质构造中所讲的水平构造是经构造运动轻微的地区，岩层遭受构造应力作用，但变形、变位不大，倾角小于5(或7、10）度的构造。四.倾斜构造

倾斜构造：岩层在受到构造应力（地壳运动）的作用下，使岩层层面与水平面之间有一定夹角的岩层，为倾斜构造，也称为倾斜岩层。

单斜构造：在一定地区内向同一方向倾斜和倾角基本一致的岩层，又称为单斜构造。岩层产状与路基工程的关系如图:a.b.c三种岩层产状对公路边坡稳定有利d.e两种岩层产状易形成边坡坍塌和滑动f一种岩层产状极易形成滑坍岩层产状与隧道工程的关系

单斜岩层与工程的关系五.褶皱构造

1.定义：组成地壳的岩层，受到构造应力的强烈作用，使得岩层形成一系列波状弯曲而未彻底丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。

OsDCOSDC2.褶曲(褶皱构造中的单一弯曲)的组成要素；

1).

核部：褶皱的中心部分，通常位于褶皱中央最内部的一个岩层2).

翼：位于核部的两侧，岩层向不同方向倾斜的部分3).

轴面：以褶皱顶平分两翼的假想4).

轴：轴面与水平面的交线，称为褶皱的轴5).

枢纽：轴面与褶皱同一岩层层面的交线。或褶皱同一岩层上的最大弯曲点的连线。6).

转折端：褶皱两翼岩层相互过渡的弯曲部分。

轴面轴线核翼翼转折端3.褶曲的基本形态

1).

背斜：两翼岩层倾向相背的褶皱，称为背斜褶皱；背斜在形态上表现为岩层向上弯拱起，核部岩层老，两翼岩层渐新；两翼岩层对称出现。

2).

向斜：两翼岩层倾向相向的褶皱称为向斜褶皱；向斜在形态上表现为岩层向下凹陷，核部岩层新，两翼岩层渐老，两翼岩层对称出现。4.褶曲的形态分类

1）.按褶曲横剖面图形态分类直立褶曲：轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等；倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不相等；倒转褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相同，一翼为倒转岩层；平卧褶曲：轴面近水平，两翼岩层近水平，一翼为倒转岩层；倒转褶皱平卧褶皱2）.按褶曲纵剖面形态分类

水平褶曲：枢纽近水平，两翼岩层界线基本平行.

倾伏褶皱曲：枢纽一端倾伏，一端昂起，两翼岩层界线不平行，在倾伏端交汇成封闭弯曲曲线.3).按褶曲的平面形态分类：线状褶曲：褶曲的长宽比大于10：1的短轴褶曲：褶曲的长宽比在3：1至10：1的

穹隆与构造盆地：长宽比小于3：1的背斜和向斜。穹窿穹窿盆地盆地倾伏的褶曲长宽比小于3：1时，背斜为穹窿，向斜为盆地5.褶曲力学成因分类

构造应力类型水平侧压力作用——纵弯褶曲，最常见的褶曲类型，背斜与向斜相间分布。

垂直力作用——横弯褶曲水平力偶作用——倒转褶曲等特殊褶曲此外还有存在于变质岩中的在高温高压下形成的复式流动褶皱和断层面附近的牵引褶皱。6.野外对大型褶曲的研究方法

穿越法：垂直岩层走向观测，了解岩层的产状、层序、新老关系；根据岩层出露的层序及新老关系，判断背斜还是向斜；根据两翼岩层的产状及与轴面的关系，判断褶曲的形态。

追索法：平行于岩层走向进行观测，查明褶皱的延伸方向及其构造变化，判断为倾伏褶曲还是水平褶曲。在实践中一般以穿越法为主，追索法为辅。褶曲构造的野外鉴别正地形：向斜成谷、背斜成山；逆地形：向斜成山、背斜成谷（地形倒置）。

7

.褶曲工程地质评价应考虑:褶曲的工程地质评价既要考虑总体，又要考虑局部：

1）.总体:

要研究褶曲的规模、形态、形成条件和形成过程如变质岩中在高温高压下形成的复式流动褶曲由于其经胶结闭合性能好于各种挤压褶曲和断裂牵引褶曲。

2）.局部：(1).转折端

岩石破碎严重，完整性差、强度低、稳定性差，抗风化的能力较弱，透水、储水能力强，在石灰岩地区岩溶发育；

道路、桥梁、隧道等工程建筑物，可能遇到岩层坍塌、涌水、承载力不足、不均匀变形等问题。

(2).翼部:

岩体的完整性较好，可能有轻微的层间错动与变形，在无软弱层（片理、黏土类岩石）时，岩层的抗风化能力较强，透水、储水能力弱，对工程的影响视具体情况而定；

①.路线通过翼部时，道路的边坡，就路线方向与岩层的产状有如下情形：道路的边坡走向与岩层走向平行或近于平行，当两者倾向相反，稳定；倾向相同，边坡的倾角小于岩层的倾角，稳定；倾向相同，边坡的倾角大于岩层的倾角，不稳定；道路的边坡走向与岩层走向斜交时，交角越大越稳定，垂直时几乎没有影响。②.隧道通过翼部时，隧道方向与岩层走向交角越大越好③.桥梁在翼部总体比较稳定，但注意滑动与不均匀变形六.断裂构造

1.定义：组成地壳的岩石或岩层受构造应力作用后变形，当变形达到一定程度，岩石地连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不同的断裂，称为断裂构造。

2.类型裂隙(节理)：岩层或岩体沿断裂面没有明显的位移，称为裂隙或节理；断层：岩层或岩体沿破裂面（一个或一组）两侧发生了明显位移或较大错动，称为断层。

3.节理裂隙1）.节理的特点：（1）普遍性：特别是地表及其附近。（2）不均匀性：多发育在岩石变形较强部位；时代较老的岩石中；脆性较大而又厚度较小的岩石中；断裂带附近或褶曲轴部。2）.节理的分类：（1）按力学成因分为：张节理和剪节理及压节理。（2）按其与发育岩层的关系分为：走向节理、倾向节理、斜向节理、顺层节理。（3）按与构造关系分为：纵向节理、横向节理、斜向节理76（1）剪节理的特征1、产状稳定（沿走向和倾向均如此片）；2、节理面平直光滑，时有擦痕，脉壁平直；3、切割砾石或较大的矿物颗粒；4、常发育成共轭X节理系;5、由羽列组成;6、尾端特征：①折尾；②菱形结环；③分叉巢湖坟头组砂岩中的剪节理77（2）张节理的特征1、产状不稳定2、节理面粗糙不平整，无擦痕；3、常绕砾石和粗砂颗粒而过，一般不切割；4、多开启性，脉体充填，形态成楔形、扁豆形等；5、不规则树枝状、网状、有时呈追踪X型、雁行式、放射状、同心圆状的组合形式。6、尾端变化、树枝状、多级分叉、杏仁状结环、不规则状；裂隙形成示意图（3）.非构造裂隙定义：由于成岩作用、外动力和重力等非构造因素所形成的裂缝。类型原生裂隙风化裂隙卸荷裂隙3）裂隙的调查研究内容：（1）裂隙的成因类型、力学性质（2）裂隙的长度、组数、密度（3）裂隙的张开程度：裂隙的宽度L＜1mm的为密闭裂隙；L=

1-3mm的为微张裂隙；L=3-5mm的为张开类型；L＞5mm的为宽张类型。

（4）裂隙的充填物及其厚度（5）裂隙的产状及其与工程的组合（6）裂隙的发育程度附表：裂隙的发育程度：发育程度等级基本特征附注裂隙不发育裂隙1~2组，规则，构造型，间距在1米以上，多为密闭裂隙。岩体被切割成巨块状对基础工程无影响，在不含水且无其他不良因素时，对岩体稳定性影响不大裂隙较发育裂隙2~3组，呈X型，较规则，以构造型为主，多数间距大于0.4米，多为密闭裂隙，部分为微张裂隙，少有填充物。岩体被切割成大块状对基础工程影响不大，对其他工程可能产生相当影响裂隙发育裂隙3组以上，不规则，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4米，大部分为张开裂隙，部分有填充物。岩体被切割成小块状对工程建筑物可能产生很大影响裂隙很发育裂隙3组以上，杂乱，以风化型和构造型为主，多数间距小于0.2米，以张开裂隙为主，一般均有填充物。岩体被切割成碎石状对工程建筑物产生严重影响节理发育程度的影响因素；（1）岩性对节理发育程度的影响表现为：

a.韧性岩层：剪节理发育，共轭剪裂角大

b.脆性岩层：张节理发育，共轭剪裂角小（2）岩层单层厚度的影响：厚度大，节理间距大，稀疏；厚度小，节理间距小，密集；原因是层理降低强度。4).节理裂隙的工程地质评价

(1).岩体中的节理裂隙虽有利于开挖，但对岩体的强度和稳定性等工程性质均有不利影响；①节理裂隙破坏了岩石的整体性，强度和稳定性降低；②降低地基承载力;③增加了岩体的透水性，加速岩石的溶解破坏，尤其在可溶盐地区易形成溶洞，发育成为地下暗河；④促使风化速度加快和冻胀作用；⑤影响爆破作业的效果。（2）.不同类型的节理裂隙工程性质不同（3）.节理裂隙的规模、特征影响其工程性质（4）.节理裂隙的发育程度（5）.节理裂隙产状与工程的组合：节理裂隙的主要发育方向与路线的走向平行，倾向与边坡一致，不论岩体的产状如何，路堑边坡都易发生崩塌4.断层构造（圣安德列斯）1).断层组成要素

⑴断层面和破碎带：两侧岩层发生相对位移的断裂面，称为断层面。规模较大的断层，经常不是沿着简单的面发生错动，而是沿着错动带发生，称为断层破碎带。

⑵断层线

：断层面与地面的交线；⑶断盘：断层面两侧发生相对位移的岩块；断层面上部的称为上盘；断层面下部的称为下盘。相对上升的盘称为上升盘；相对下降的盘为下降盘。⑷断距：断层两盘沿断层面相对移动开的距离。

断层要素示意图2).断层的基本类型---

(1)正断层

上盘沿着断层面下降；下盘相对上升的断层；正断层一般是由于岩体受到水平张应力的作用及重力作用，使得上盘沿断层面向下错动而成。

(2)逆断层

上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层；逆断层受到水平方向的强烈挤压作用而形成的。

分类冲断层——倾角大于45°逆掩断层——倾角介于25°

～45°碾掩断层——倾角小于25°

规模很大的区域性断层逆断层

(3)平推断层由于岩体受到水平扭应力的作用，使得两盘沿断层面发生以水平方向为主的相对位移的断层.正断层逆断层平推断层246-94地堑和地垒地垒地堑断层的组合:3）.断层的工程地质评价评价时应考虑:(1)

.断层的规模:规模越大越差.(2)

.断层的组成:一般脆性的比柔性的差.(3)

.断层的类型:正断层比逆断层差.(4)

.端盘:上盘比下盘差(上盘效应规律).

总体来讲;断层构造破坏了岩体的完整性，加速风化作用和地下水活动，降低了岩石的强度和稳定性及承载能力，对工程产生不利的影响。

具体来说：断层破碎带强度低、稳定性差，压缩性大；降低地基岩体承载力和稳定性，易导致建筑物产生较大的沉降，甚至造成倾斜或断裂；对边坡、桥基的稳定产生重要影响；跨越断裂破碎带的桥梁工程等建筑物，由于两盘的岩性不同，可能导致不均匀的沉降；隧道通过断层破碎带易产生洞顶塌落，在确定隧道平面位置时，应避开大规模的断层破碎带；隧道轴线与断层走向平行时，应避免与破碎带接触；隧道横穿断层时，断层对隧道工程影响范围小，但应采取合理的防护措施工程措施，保证施工安全。4).断层的野外识别(1)地形地貌上:断层崖、三角面等（2）水文及水文地质：线形河谷、跌水瀑布、河谷转弯、地下泉水呈线性分布等（3）地层岩性：地层无规律的重复或缺失（4）构造上：断层面及其构造、构造岩、牵引构造、断层常伴生与断层面平行的密集的节理等（5）线状及面状地质体的错断断层的野外识别——断层崖断层三角面黄果树瀑布(2)串珠状的湖泊或洼地，泉水的带状分布，常表明有大断带存在。断层的野外识别——地层缺失或重复地层重复地层缺失断层的野外识别——构造岩断层角砾岩断层的野外识别——擦痕、镜面、阶步擦痕阶步246-106３.根据牵引现象牵引现象的弧形突出弯曲方向指示本盘运动方向。不整合面七.不整合构造

1.平行不整合特征：①上下岩层的产状基本平行一致；②在两套地层之间缺失了一些时代的地层，存在沉积间断。形成过程：下降沉积→上升、沉积间断、剥蚀→再下降再沉积；不整合面上有下伏岩层组成的底砾岩、古风化壳、古土壤层。2.角度不整合特征

①上下岩层的产状不平行；②在两套地层之间缺失了一些时代的地层，存在沉积间断。OSDCPJE形成过程：下降沉积→褶皱上升（伴有断裂活动、岩浆活动，变质作用等）→沉积间断、遭受剥蚀→再下降再沉积。反映上覆地层沉积之前，曾发生过褶皱等重要的构造事件。第三节阅读地质图

学习地质图的意义：公路、桥梁和隧道的修建，必须考虑当地的地质条件，以保证工程的安全、稳定，经济合理。地质图清晰的表明了所覆盖地区的地形、地貌、水文地质情况。地层、岩层及地质构造条件及地质历史的发展过程。进行路、桥、隧建设者，有必要从地质图中获取相应的地质信息。一.地质图及其类型

1.定义：地质图是表示一个地区地质情况的图件，是将地表一定范围内的地质条件用规定的颜色、符号、代号按一定比例缩小投影到平面上所成的图件。

地质图包括图内和图外两部分：地质图外有：图名、比例尺、图例、编图日期、编图单位等。一般一幅完整的地质图应当包括平面图、剖面图和柱状图。246-1122.地质图反映的内容

在地质图上一般可反映下列六方面的内容：

1)地形特征：以等高线反映2)岩性:用岩石符号表示加注地质年代符号和岩性符号沉积地层国际通用的标准色反映地层年代3)地层岩浆岩不同的颜色或单色条纹或岩石花纹符号加注地质年代符号4)地层接触关系

整合接触

——平行不整合--------角度不整合——

平面图——根据

地质年代及岩层产状剖面图5)水文地质特征（部分）河流、水系及泉等6)地质构造断层用红色或较粗的线条醒目地表示正断层逆断层平推断层褶皱背斜向斜3.地质图种类

1)普通地质图:反映地层、岩性及地质构造的地质图件2)构造地质图：反映褶皱、断层等地质构造的地质图件3)第四纪地质图：反映第四纪松散沉积物成因、年代、成分、分布的地质图件4)基岩地质图：反映第四纪以前基岩年代、岩性、分布的地质图件5)水文地质图：反映地区水文地质条件的图件6)工程地质图：反映区域工程地质条件或场地地质条件的图件二.地质构造在地质图上的表现形式

1.水平构造

(1).水平岩层的地层分界线在地质图上与地形等高线一致（近于平行），新岩层分布在地势较高处，老岩层分布在地势低处。

(2).水平岩层的露头形态，完全受地形控制，其出露线（岩层与地面的交线）在地质图上表现为与地形等高线平行或重合，而不会相交。(3).水平岩层的厚度就是岩层顶面与底面标高之差。(4).水平岩层露头宽度，与岩层厚度和地形坡度的变化有关

2.直立岩层：

直立岩层在地质平面图上为一条直线，不受地形起伏的影响。

水平岩层(Ⅰ)、直立岩层(Ⅱ)和倾斜岩层(Ⅲ)的露头形态及其在平面图上的表现3.单斜构造：

单斜岩层露头界线复杂，表现为与地形等高线交切关系，并显示出一定的规律性，即在经过山脊和河谷时，均呈“V”字形态展布即“V”字形法则。有下列三种情况：岩层的倾向与地面倾斜方向相反时，地层界线与等高线弯曲方向相同，即“相反相同，”，岩层界线弯弧更开阔。岩层的倾向与地面倾斜方向一致时，岩层的倾角小于地面坡度时，地层界线与等高线弯曲方向相同，即“相同小相同”，岩层界线弯弧更狭窄。岩层的倾角大于地面坡度时，“相同大相反”，地层界线与等高线弯曲方向相反246-125

1.水平岩层的露头分布形态，完全受地形的影响，在地质图上，其地质界线与地形等高线平行或重合。

2.直立岩层露头线不受地形影响，始终呈直线延伸；V字形尖端沟谷处山脊处沟谷上游山脊下坡“相反相同—宽阔”V字形尖端沟谷处山脊处沟谷上游山脊下坡“相同小相同---紧闭”V字形尖端沟谷处山脊处沟谷下游山脊上坡“相同大相反”（1）、（3）两种情况相似，不同的是后者“V”字形弯曲大于等高线，而前者“V”字形弯曲度小于等高线。（1）（3）4.不整合构造

1）平行不整合：岩层分界线彼此平行，地质年代不连续.

2）角度不整合：新岩层的分界线遮断了下伏老岩层的分界线，且时代不连续。

角度不整合形成示意图5.褶曲构造1）水平褶皱：地层界线在地质平面图上呈平行带状分布，以核部为中心两侧呈对称分布。背斜核部老两翼新，向斜核部新两翼老。

2）倾伏褶皱：地层界线在转折端闭合，当倾伏背斜和倾伏向斜相间排列时，地层界线呈“S”形曲线剖面平面246-135

褶皱岩层：地质界线切割地形等高线，具体表现为水平褶曲倾伏褶曲6.断层构造

1).单斜岩层中的断层

（1）.当断层走向大致平行于岩层走向时，（断层线两侧出现同一岩层不对称重复和缺失）出露老地层的一侧为上升盘，较新岩层的一侧为下降盘。

（2）.当断层走向与岩层走向斜交或垂直时（断层线两侧出现地层的中断和前后错动）地层界线向岩层倾向方向错动的一侧为上升盘，反之为下降盘。倾向断层引起的效应倾向断层的两盘沿断层面倾向滑动时，侵蚀夷平后的两盘岩层在平面上表现为水平错移，给人以平移断层的假象。A

B倾向正断层引起的平移断层的假象——正（逆）断层引起的效应

(1).背斜：核部地层相对变宽或较老的一侧为上升盘，另一侧为下降盘(2).向斜：核部岩层相对变窄或较老的一侧为上升盘，另一侧为下降盘(3).平推断层：核部岩层宽窄无变化，只是褶曲枢纽和岩层错开。

2).当断层走向与褶曲枢纽斜交或垂直时a—背斜轴部岩层在上升盘变宽b—向斜轴部岩层在上升盘变窄c—平推断层造成褶曲轴线和岩层错开三.阅读地质图的步骤

1.读图名、比例尺，了解图的位置、性质、精度2.读图例，对图中地层、岩性、地质构造建立初步概念3.分析地形，分析河流水系分布；4.阅读地层分布、新老关系、产状、及其与地形的关系，5.分析地质构造类型、分布、组成、形成时代等。

作业（一）：判读各地质平面图中所反映的地质构造，边简要说明判读依据。ABCA第四节活断层

一.定义：活断层或称活动断裂是指现今仍然活动或近期有过活动，不久将来还可能活动的断层，其中后一种也叫潜在断层。活断层的概念始于1908年，工程的规模越大，相应所带来的损失越惨重。注1：《岩土工程勘察规范》：在全新地质时期（一万年）内有过地震活动或近期正在活动，在将来（今后100年）可能继续活动的断裂，称为活断层注2：在我国，由于第四纪的早更新世和中更新世之间（100万年）的构造运动范围较大，它引起的断裂活动基本上一直延续至今，并且由中更新世至今的几十万年间的具体活动部位也没多大变化，这个时期的活动断裂与现代地震活动在空间分布上也大体相吻合，所以把中更新世以来有过活动的断裂定位活动断裂较适宜。注3：美国原子能委员会将活断层分为两类：一类是狭义的活断层，其概念是全新世（1*10⁴a）以来活动，并且未来仍有可能活动的断层，其活动可以找到地质的、历史考古的、地震活动的、地球物理的和大地测量的诸多证据，它对现代工程实践和地震预报等有着最直接和密切的关系；另一类为广义的“触动断层”，其概念是①在3.5*10⁴a内有过一次活动证据，或在过去50*10⁴a内有过反复活动的证据；②与之有联系的断层；③沿该断裂带仪器记录到微震活动。二.活断层的分类

1.按两盘错动的方向

A：走向滑动断层（平移断层）

B：倾斜滑动型断层（逆断层及正断层）

2.按活动性质

A：蠕变型活断层----多发育在软质岩石中。

B：突发性活断层----多发育在硬质岩石中三.活断层特征

1、断层的活动方式：

1）蠕滑：连续的滑动过程，其中较小的应力降，不可能有大地震相伴随，仅伴有小震或微震活动。

2）粘滑：断层发生快速错动，在突发快速错动前断层呈闭锁状态，没有明显的位移。2、断层的规模和活动速率

1）规模：长度和切割深度，它反映能量和破坏力。

2）活动速率：活断层的活动速率是断层活动性强弱的重要标志；活断层活动强度的分类以滑动速度为依据。

3、活断层的重复活动周期如果活断层的活动方式以粘滑为主，往往间断性的发生脱然错动，两次突然错动之间的时间间隔就是地震重复周期。4、活断层的继承性大多数是沿已有的老断层发生新的错动位移。

注：超强地震的发生符合“空段理论”（20世纪70-80年代提出）附：中国部分活断层的强震重复周期活断层名称最近一次地震重复周期震级新疆喀什河断裂新疆尼勒克地震---1812年

2000—2500年

8.0新疆二台断裂新疆富蕴地震---1931年约3150年

8.0山西霍山山前断裂山西洪洞地震---1303年

3500年左右

8.0宁夏海原西华山北麓断裂海原地震---1920年约1600年

8.5河北唐山断裂唐山地震---1976年约7500年

7.8四川鲜水河断裂炉霍地震---1973年约50年

7.9郯庐断裂郯城地震---1668年

3500年

8.5

断层的活动性与否要通过一些标志加以鉴别。鉴别有直接测定活动物质年龄的方法，也可以从有关的地质、地球物理等现象间接判断。其中间接鉴别标志有如下几个方面：一、地貌、二、地质三.水文地质标志四、历史地震及历史期地震错段标志五、微地震测量及地形变检测标志六、地球物理标志四.活断层的鉴别标志

1.地貌特征：

1).活断层是两种不同地貌单元分界线，由于活动而加强各地貌单元的差异性。如一侧为断陷区，沉积很厚的沉积层，另一侧为隆起区，高耸的山地、叠次出现的断层崖、三角面。断层陡坎呈线性分布：形成山从平地起，洪积扇呈迭置式线性排列。

2).一系列河谷、阶地等地貌单元向一个方向同步错断位移。

3).断裂带上有植被突然干枯死亡或生长特别茂盛，生长有罕见植物等。

4).建筑物、公路等工程基地的倾斜和错开现象。如宁夏石嘴山红果子沟约400年前的明代长城被活断层蠕动右旋水平错开1.45米、且西升东降垂直错距0.9米。。2.地质特征：1）.第四纪中、晚更新世以来的沉积物被错断—注意与滑坡的区别。2）.断裂带内物质松散、未胶结。3）.在断裂带上，滑坡、崩塌、泥石流等动力地质现象常呈线性密集分布。3.水文及水文地质1）.断层面两侧水系的平面形态，切割深度、冲刷态势等不同。

2）.地下泉或湖泊、山间盆地呈串球状线性分布。

3）.温泉呈线状或串珠状分布。

只要是见到第四系中、晚期的沉积物被错断，均视断层为活断层。如位于汾渭地堑中段的平遥活断层，错断晚更新世中晚期的黄土，以及早中期更新世地层，断距40—50m。最新沉积物被错断

4.历史地震特征1）.历史上有关地震或地表错断的记录。2）.在断裂带附近有现代地震、地表变形和位移以及微震性。3）.活断层带有历史地震和现代地震震中分布，且多呈线性分布5.地球物理化学

1）.断层上有断层气（CO₂、H₂、He、Ne、Ar等）和放射性异常。2）.断层上有重力、磁力、地温等异常。6.仪器测定标志

1）.利用地震台网测微震震中，确定活断层存在。2）.重复精密水准和三角测量，获得地变形判断断层存在。五.活断层工程地质研究意义

活断层的活动可视为一类地质病害，可以对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意义上讲，活断层的工程地质研究就是要研究活断层与工程建筑的关系，评价其对建筑物的破坏作用。

活断层的评价需了解工程场地及附近有无活断层、以及活断层的规模、产状特征、活动时代、活动性质、活动方式、活动速率、是否发震及最大震级、复发周期等。

活断层以地震、错动、地变形等形式对建筑物直接破坏---无所不摧,人力无法抗拒;活断层也对区域地质环境造成影响，如地震、区域地壳稳定、水库地震等。

①.

建筑物场址一般应避开活动断裂带。活动断层对建筑物的安全性危害很大，一般在活断层附近不宜选择建筑场地，特别是重要建筑物②.线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层③.必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重大建筑物布置在断层的下盘。④.在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式；即当不能避让活断裂时，也必须在场地选择、建筑物类型选择、结构设计等方面采取措施，以保证建筑物的安全。活断层区的建筑原则1.场地选择：选择对抗震有利的地段a.低级别活断层地带优于高级别活断层地带。活动时期老的活断层地带优于新的地带。（尤其是全新世活动地带）b.避开主干断层带，避开有强烈变形的地带，分支断层发育地带。（逆断和正断的下盘有利抗震）c.避开填土层，避开结构自振周期与土层特征周期相同（相近）地带。d.避开浅埋大溶洞、地下采空区等地带。e.避开有加重震害的突出孤立地形、崩滑斜坡地带。f.持力层的选择宜选择基岩或坚硬岩土作为地基。2.建筑物类型选择1).选择有利于抗大变形的建筑物类型。大坝：以堆石坝、抗变形能力较强。道路：以路基形式为宜。2).选择有利于抗震的平面设计（图、方形、矩形）无凹凸，有利的立面设计（利用沉降缝分割成规则单元）减轻重量，降低重心。第五节地震

一.基本概念：

1.地震---地下深处的岩层，由于某种原因突然破裂而产生振动，并以弹性波的形式传递到地表，引起地表颠簸与摇晃的现象称为地震.

世界每年平均发生五百万次地震，而造成严重破坏的每年约十几次。

1976年7月28日凌晨发生的唐山大地震，震级7.8级，烈度11。地震波的能量相当于400颗广岛原子弹，死亡人数24万多人，重伤16万多人，直接经济损失30亿以上，145-160震源震中等震线震中距

震源——在地壳内部振动的发源地。震中——震源在地面上的垂直投影，可看作是地面上震动的中心。震源深度——震中到震源的距离。据此可分为浅源、中源、深源三种类型。震中距——地面上任何地方到震中的距离。据此可分为地方震、近震、远震三种类型。2.有关地震的基本概念

3.地震的成因类型

构造地震：由于地质构造作用产生的地震称为构造地震。占90%。

火山地震：由于火山喷发和火山下面岩浆活动产生的地面振动称火山地震，占7%。

陷落地震：由于洞穴崩塌、地层陷落等原因发生地震，称为陷落地震。

激发地震：在构造应力原来处于相对平衡的地区，由于外界力量的作用，破坏了相对的稳定状态，发生构造运动并引起地震，称为激发地震或诱发地震。

附：世界范围内的主要地震带：

(1).环太平洋地震带这是世界上最大的地震带，在挟窄条带内震中密度也最大，全世界约80％的浅源地震、90％的中源地震和几乎全部滦源地震集中于此带，译放的能量约为全世界地震释放能量的80％。很早以前就已经知道，此带的震源深度有自岛孤外线的深海沟向大陆内部逐步加深的规律，并解释为大陆与大洋之间的一条倾向大陆的大断裂面。

（2).地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带

仅次于环太平洋地震带的第二大地震带，震中分布较前者为分散，所以带的宽度大且有分支。以浅源震为主，中源震在帕米尔、喜马达雅有所分布，深源震主要分布于印尼岛弧。环太平洋地震借以外的几乎所有汉源、中源和大的浅源地震均发生于此带，释放能量约占全球地震能量的15％。

(3).大洋海岭地震带

主要呈线状分布于各大洋的接近中部。这一地震带远离大陆是多为强震，所以以前未被人注意，60年代以前不把它作为一个地震带，海底扩张和板块构造的发展才使人们注意到这一地震带。这一带的所有地震均产生于岩石圈内，震源深度小于30km，震级除少数例外均不超过5级.

附：中国地震情况简介：1.我国地震地质的基本特征

我国大于6级的强震的空间分布极不均匀，大致以105度---即以沿贺兰山-六盘山-青藏高原东缘为一线的我国南北构造活动带为界。其西部地震广泛分布，而东部地震相对稀少，震级均未达到8级。在上述两地震区域内强震分布也是极不均匀的，东部域分布于华北及东南沿海一带，而西部分布面积大，但塔里木、准噶尔和鄂尔多斯盆地等则地震分布较为零星。

2.我国大陆板内现代运动特征

我国大陆处于欧亚大陆的东部，是一个被周围板块挤压围限的区域，影响板内变形和运动状况的边界动力环境十分复杂：（1）.有印度板块与欧亚大陆在喜马拉雅一带的碰撞及向亚洲内部的继续挤压；（2）.西太平洋板块向亚洲大陆的俯冲与挤压；（3）.菲律宾板块向西的俯冲和在台湾一带的汇聚；（4）.日本海、东海东部冲绳海槽及南海盆地的弧后局部扩张。在周边板块碰撞或俯冲的推动下，板块之间就产生了不同形式、不同规模和速率的相互错动。大体上又可分为西部板内聚敛为主的挤压区，东部东北、华北的拉张裂陷区和东南部处于西部挤压与北部围限下整体稳定滑移区。（1）.西部挤压区（2）.东南部滑移区（3）.东及东北部张裂区

注：8级以上地震都发生在板块边缘的较完整处，即为70-80年代提出的“空段理论”。

3.我国地震活动主要分布在五个地区的23个地震带146条活动断裂带的495条活动断层上:

1

).台湾及其附近海域---台东地震带、台西地震带、钓鱼岛-赤尾屿地震带。2）.西南地震带---喜马拉雅山地震带、那加山-阿拉千山、怒江-萨尔温江、冈底斯-唐古拉山、可可西里-金沙江、柴达木地震带、阿尔金-祁连山、西昆仑地震带。3）.西北地震带---阿尔泰-戈壁阿尔泰、北天山、南天山带4）.华北地震带---郯城-营口、华北平原地震带、汾渭地震带、银川-河套地震带。5）.华南地震带---东南沿海外带、东南沿海内带、右江地震带、雪峰-武夷地震带。二.地震波

地震波---地震发生时，震源处产生剧烈振动，以弹性波方式向四周传播，此弹性波称为地震波。地震对于建筑物的破坏是通过地震波实现的;人们对地球内部的认识也是利用地震波.包括有：

1）.体波：在地下岩土介质中传播的地震波，包括纵波和横波，即在地球内部传播的地震波。

2）.面波：体波到达地表面或岩体内不连续界面后，引起沿地表面或界面传播的次生波称为面波，包括瑞利波和勒夫波.

纵波(P波):为推进波,如弹簧,质点振动方向与波的传播方向一致;在固、液、气体中均可传播;它通过介质体积的变化而传播,速度快,最先到达震中,引起地面最先发生上下振动.但破坏性较弱.

横波(S波):为剪切波(shearwave),如抖绳,质点振动方向与波的传播方向垂直;只能在固体中传播；它通过介质形态的变化而传播,速度较慢,晚于纵波到达震中,引起地面前后左右振动.破坏性较强.

面波（L波):S波和P波在地表相遇激发产生的一种弹性波.仅沿地表面或弹性分界面传播,不能传入地下.有瑞利波（R）和勒夫波（Q）。特点是：波长大、振幅大、传播慢、破坏性最大.三.地震震级与烈度

1.震级：是表示地震释放能量---强度大小的尺度，是距震中100公里处，标准地震仪所记录的地震波最大振幅的对数值，即M=㏒A。

LogE=11.8+1.5M

E—

能量M—

地震级

计算近震用体波，计算远震用面波。面波震级Ms=Ml*1.13-1.08美国采用矩震级：Mw=2/3*㏒Mo-10.7(而地震矩Mo=Es*2u/Δδ

Es---地震波辐射能量，u----拉姆常熟，Δδ----应力降).

一般将地震分为：微震：小于2的震级；有感地震：2-4震级；破坏性地震或强震：5级以上的地震；超强地震：7级以上的地震；最大的记录为里氏8.9级地震(矩震级9.5级).

2.烈度;是表示地震破坏程度的尺度，指某一地区的地面或各种建筑物遭受地震影响的强烈程度。

工程中常用的烈度:

1).基本烈度：指一个地区今后一定时期内（一般100年），在一般场地条件下可能普遍遭受的最大地震烈度（区域烈度）

2).

场地烈度：场地烈度是根据场地条件，如岩石性质、地形地貌、地质构造和水文地质调整后的烈度。

3).设计烈度：在场地烈度的基础上，根据建筑物的重要性针对不同建筑物，将基本烈度予以调整，作为抗震设防的依据，这种烈度称为设计烈度，也称设防烈度。烈度人的感觉一般房屋其它现象考物理指标大多数房屋震害程度平均震害指数加速度/（CM/S2）（水平向）速度/（CM/S2）（水平向）I无感II室内个别静止中的人感觉III室内少数静止中的人感觉

门、窗轻微作悬挂物微动IV室内多数人感觉，少数人梦中惊醒

门窗作响悬挂物明显摆动，器皿作响V室内普遍感觉，室外多数人感觉，多数人梦中惊醒门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落，抹灰出现微细裂缝不稳定器翻倒31（22~44）3（2~4）VI惊慌失措，仓惶逃出损坏——个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝0~0.10河岸和松软土上出现裂缝，饱和砂层出现喷砂冒水，地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头63（45~89）6（5~9）VII大数多人仓惶逃出轻度破坏——局部破坏、开裂，但不防碍使用0.11~0.30饱和砂层常见喷砂冒水，松软土上地裂缝较多，大多数砖烟囱中等破坏125(90~177)13(10~18)VIII摇晃颠簸，行走困难中等破坏——结构受损，需要修理0.31~0.50干硬土上变有裂缝，大多数砖囱严重破坏250(178~353)25(19~35)IX坐立不稳，行动的人可能摔跤严重破坏——墙体龟裂，局部倒塌，修复困难0.51~0.70地方出现裂缝、基岩上可能出现裂缝、滑坡、坍方常见，砖烟囱出现倒塌500(354~707)25(19~35)X骑自行车的人会摔倒，处不稳状态的人会摔出几尺远，有抛起感倒塌——大部倒塌，不堪修复0.71~0.90山崩和地震断裂出现，基岩上的拱桥破坏，大多数烟囱从根部破坏1000(708~1414)100(72~141)XI毁灭0.91~1.00地震断裂延续很长，山崩常见，基岩上的拱桥XII地面剧烈变化，山河改观

表5—2中国地震烈度表(1980)震级与烈度的关系地震震级与地震烈度既有区别，又有联系。

区别：从不同角度衡量地震的大小，震级是衡量地震强烈程度的指标,单位为级;烈度是衡量地震在地表影响或破坏程度的指标,单位为度.且一次地震中，震级是唯一的，而地震烈度却在不同地区有不同烈度。联系:

都是衡量地震大小的的尺度,且一般认为：当环境条件相同时，震级愈高，震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。四.地震破坏效应：(包括以下几种)

1.振动破坏效应：

1）.静力分析法---将建筑物作为刚性体，地震时建筑物各部分受地震力与地面同加速运动。

2）.动力分析法---采用卓越周期To分析—见后2.地面破坏效应：

1）.地面破裂效应

2）.地基变形失效效应

3）.斜坡破坏效应

1).地震力的破坏作用：地震使建筑物受到惯性力作用，导致建筑物开裂、变形甚至破坏。2).地变形的破坏：断层错动、地裂隙与地倾斜从而是其上的建筑物遭到破坏.3).地震促使软弱地基变形、失效使其上建筑物破坏..砂土振动液化---冒砂4).斜坡破坏效应:

地震激发滑坡、崩塌、泥石流等斜坡岩土体运动间接造成附近建筑物破坏.地震激发的滑坡、崩塌大多数分布在烈度≥7度的地区；《规范》规定：修建于可能激发大规模滑坡、崩塌地段的公路工程设防起点为7度。附：地震的破坏方式:

1）.共振破坏：地震时从震源发出的地震波，在土层中传播时经过不同性质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波，若某一周期的地震波与地震土层故有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期T₀卓越周期可用下式计算T₀=∑hi为第i层厚度，一般计算至基岩。Vs为横波速

根据地震记录统计，地基土随其软硬程度不同，其卓越周期可划分为四级如下：

Ⅰ级稳定岩层，卓越周期为0.1~0.2s，平均0.15s.

Ⅱ级一般土层，卓越周期为0.21~0.4s，平均0.27s.

Ⅲ级松软土层，介于Ⅱ、Ⅲ级间.

Ⅳ级异常松散软弱土层，卓越周期为0.3~0.7s，平均0.5s.一般低层建筑物刚度比较大，自振周期比较短，大多少于0.5s；高层建筑物的刚度比较小，自振周期一般大于0.5s。因此，必须使建筑物的自振周期避开场地的卓越周期。