《环境地质学》全册配套完整教学课件

《环境地质学》全册配套完整教学课件2024/7/22环境地质学1环境地质学2024/7/22环境地质学3课程教材徐恒力等，《环境地质学》，北京：地质出版社，2009。其他教材：EnvironmentalGeology，CarlaW.MontgomeryD.R.科茨,著.李鄂荣等,译.环境地质学[M].地质出版社,1991.徐增亮.环境地质学[M].青岛海洋大学出版社,1992.闵茂中,倪培,崔卫东,等.环境地质学[M].南京大学出版社,1994.朱大奎,王颖.环境地质学[M].高等教育出版社,2000.潘懋,李铁锋.环境地质学[M].高等教育出版社,2003.陈余道,蒋亚萍.环境地质学[M].冶金工业出版社,2004.戴塔根.环境地质学[M].中南大学出版社,2007.2024/7/22环境地质学4教学目的和任务地质科学和环境科学的交叉学科，通过本课程学习，使学生能了解和认识自然或人为地质作用的发生发展规律及特点，培养其对改造、利用和保护地质环境的思维能力与防灾意识。介绍环境地质学基础理论，围绕地质环境问题与地质灾害的隶属关系、地质环境问题的分类体系和防治途径，以及我国地质环境问题多发的原因等做较详细的分析。2024/7/22环境地质学5课程结构绪论（2学时）

介绍环境地质学形成的社会背景和科学背景，环境地质学的研究主题。总论（12学时）

介绍环境地质学基础理论，从地球系统科学的角度解释了地质环境系统的概念、组成要素及结构特征；并从一般系统演化的规律出发，讨论地质环境系统演化的内在机理、演化的阶段及其与地质环境问题的内在联系。分论（18学时）

结合实际工作的需要，介绍常见地质环境问题的概念、类型划分、在我国分布的地域、成因和发生机理以及防范治理的技术措施等。2024/7/22环境地质学6教学方法及考核方式教学方法

以课堂讲授为主，结合课堂讨论和思考题。

考核方式

考试80%与平时成绩20%相结合。

第一讲

绪论独特的地质、构造-地貌单元—高原隆升与环境变化宽阔的大陆架与典型的边缘海—海陆相互作用流经多地貌单元的河流--陆海物质、能量与生物地球化学循环多元气侯与亚洲季风—海、陆、气相互作用中国地貌格局我国的区域自然条件生物多样性与生态系统多样性—生命过程与环境高强度的人类活动与历史悠久的记录—自然变化与人为因素应对地质环境问题的能力严重不足—发展中中国地貌格局我国的区域自然条件玉树地震汶川地震2024/7/22环境地质学11面对地震，我们能做些什么？我们能避免地震的发生吗？我们能准确预测地震吗？我们能减少地震损失吗？2024/7/22环境地质学122024/7/22环境地质学132024/7/22环境地质学142024/7/22环境地质学15极端气候使地质灾害频发，我们应该些什么？全球气候变化的趋势，为什么会出现极端气候？短期内会发生何种极端气候？极端气候会引起哪些地质灾害？危害程度如何？如何降低极端气候和地质灾害所引起的损失？矿产资源开发的主要地质环境问题1.地质灾害崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等；2.资源损毁土地植被资源的占用与破坏、水资源的浪费与破坏、生物多样性的扰动和破坏、矿产资源的浪费与破坏其他资源的破坏；3.环境污染水污染、土壤污染和固体废物污染。从地质环境的角度，需要解决的问题：矿产资源适宜开发程度如何？开发后造成的危害程度多大？怎样合理开发？怎样进行地质环境保护？这些工作谁来做，怎么做？环境地质学环境地质学20一、环境地质学产生的历史背景二、环境地质学的研究主题三、环境地质学的学科定位提纲环境地质学21一、环境地质学产生的历史背景环境地质学的出现，有其特定的社会原因及学科发展的时代要求。

社会进步经济发展人口增长资源消耗环境破坏地质学环境科学环境地质学环境地质学22人口增长大型城市建设大型工程建设大量开采矿产资源大量开采地下水排放各种废物产生各种环境问题人口增长的基本需求有哪些？衣、食、住、行人类对环境的改造作用越来越大一、环境地质学产生的历史背景环境地质学24各个学科都从自身专业出发，将自己的研究深入到环境领域。化工工程给水排水工程工业除尘农田整治水文地质工程地质化学污染控制工程水处理或水污染治理大气污染控制农田保护与土地修复环境地质、地质灾害与环境保护、地下水污染与防治一、环境地质学产生的历史背景环境地质学25而传统的地质科学也在逐渐延伸着自己的研究领域。一、环境地质学产生的历史背景环境地质学26ANTHROPOCENE

（人类世）人类世（Anthropocene）

（P.J.Crutzen,E.Stoermer,2001,全球变化简讯）——认识到现今地球处于一次新的、由单一物种（人类）活动引起的大灭绝事件的中间位置。一、环境地质学产生的历史背景环境地质学27世界地质工作发展整体上也正由以资源勘查为重点的时代进入到更加强调社会化与环境的时代；地质工作部署的重点正逐渐由山脉和盆地转移到人类活动密集的城市地区和重大工程建设区。许多国家，尤其是美国、加拿大、英国和澳大利亚等发达国家已转移到灾害减轻、废物处置、环境保护、土地利用、水资源与城市发展、公众健康等环境领域上来。因此，环境地质工作，尤其是全球地质环境、城市地质环境和矿山地质环境已成为当前地质研究工作的重要内容，肩负着推动地质科学发展的重任。一、环境地质学产生的历史背景环境地质学28

在我国学术界，陈梦熊、王思敬、张宗祜、袁道先、刘广润、蒋承菘、哈承佑、段永侯、毛同夏、徐恒力等。城市地质资源的开发利用（找水、建筑选址）地质环境问题的调查与评价（地质灾害勘察、设计与治理）环境地质与其它学科领域在更深层次的交叉水工环地质工作的发展演变过程一、环境地质学产生的历史背景环境地质学29人—地关系地质背景、地质作用及其过程对人类的意义和影响；人类活动引起的地质环境变化及其对人类的影响；人与地质环境的协调发展。人地和谐？①②意义、影响机理工程措施人类自律③二、环境地质学的研究主题环境地质学30从地质环境质、量方面，指导城市规划建设！二、环境地质学的研究主题城市环境地质的研究主题环境地质学31地质科学系统科学环境科学环境地质学多学科交叉三、环境地质学的学科定位环境地质学32三、环境地质学的学科定位环境地质学理论体系基础理论专业理论运用系统科学的观点和分析方法，研究地质环境系统分散在各传统学科的理论知识和技术方法矿物学、岩石学、第四纪地质学、构造地质学、地球化学、同位素地质学、地球物理学、地震学、地史学、古生物学、地层学、地貌学、海洋地质学、工程地质学、水文地质学环境化学、环境物理学、环境生物学、环境工程学、环境医学、环境管理学、环境经济学、环境法学系统论、信息论、控制论…计算机技术、遥感技术等地质科学环境科学现代科学技术与理论环境地质学全球环境地质学、区域环境地质学、城市环境地质学、山地环境地质学、海洋环境地质学…环境水文地质学、环境工程地质学、环境地球化学、环境地貌学、环境矿产资源学…崩塌滑坡学、地震灾害学、水土污染与防治、水土流失及其治理、地面形变灾害学…基础性环境地质学专门环境地质学综合性环境地质学农业环境地质学、矿山环境地质学、水利环境地质学、交通工程环境地质学、旅游环境地质学…部门环境地质学环境地质技术方法环境地质勘察、地质环境监测、地质灾害预警预报、地质环境评价、3S技术、同位素技术…环境地质经济学、环境地质管理学、环境地质法规学…社会环境地质学环境地质学34环境地质学是研究地质环境问题产生的客观背景（自然与社会）、地质学机理、时空分布规律，并从地质环境系统与社会经济系统和谐发展的理念出发，探索地质环境问题防范、治理对策，以服务于资源合理开发利用及人居环境改善的一门综合性学科。环境地质的研究内容包括两种时空的问题：①大区域和全球范围，大时间尺度的地质环境问题；②局域的中、小时空尺度的地质环境问题。我国的环境地质研究主要倾向于中小尺度的研究。三、环境地质学的学科定位环境地质学35近几年我国主要开展的环境地质工作：城市（经济区）环境地质农业环境地质矿山环境地质海岸带环境地质生态环境地质重大工程环境地质崩滑流地质灾害。。。。三、环境地质学的学科定位环境地质学36十二五我国环境地质工作重点：重点国土开发区地质环境调查和评价地质灾害详查与预警矿山地质环境、矿产资源调查重点水文地质单元调查评价与监测预警全球气候变化调查监测与评价。。。。三、环境地质学的学科定位环境地质学371、环境地质学产生的社会、科学背景是什么？2、人—地关系包括那些内容？3、为什么把系统科学作为环境地质学的基础理论？4、环境地质学重点研究哪些科学问题？思考题THEEND谢谢！错谬之处，敬请批评指正！第二讲地震据联合国统计资料，20世纪全世界因地震死亡人数达260万，占各种自然灾害死亡人数的58％，地震每年造成的灾害达几十亿美元，为防震抗震投入的消耗也达几十亿美元，足见这种地质灾害对人类的巨大威胁。而最令我们印象深刻的2008年“5.12”汶川特大地震，震级为8.0级，截至2008年9月25日12时，已确认造成69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪。地震诱发大量的山体滑坡、崩塌、泥石流、堰塞湖等次生地质灾害的发生。据评估，汶川地震共造成经济损失8451亿元人民币（国家汶川地震专家委员会，史培军，2008年9月）。因此，对地震及其诱发次生灾害的研究将是未来环境地质领域的一个重要方向。地震名称发生时间震中位置震级伤亡人数意大利墨西拿大地震1908年12月18日5时25分西西里岛墨西拿市7.5级7.5万人日本关东大地震1923年9月1日上午11时58分日本横滨、东京一带8.2级13万余人土耳其大地震1939年12月27日凌晨2时到5时东部城市埃尔津詹8级5万人智利大地震1960年5月21日下午3时智利8.5级1万人死亡或失踪秘鲁大地震1970年5月31日秘鲁最大的渔港钦博特市7.6级6万多人死亡中国唐山大地震1976年7月28日3时42分54点2秒河北省唐山市7.8级24.2万人墨西哥大地震1985年9月19日上午7点19分西部太平洋沿岸4个州7.8级3.5万人伊朗大地震1990年6月21日凌晨西北部7.3级5万人日本神户大地震1995年1月17日晨5时46分日本神户市7.2级5400多人印度洋地震海啸2004年12月26日早8点印尼苏门答腊岛北部8.9级30万人苏门达腊地震2005年3月28日夜印尼苏门答腊岛附近海域8.7级至少1300人死亡印尼地震海啸当地时间2006年7月17日3时24分印尼爪哇岛南部印度洋海域7.2级至少668人死亡秘鲁大地震当地时间2007年5月15日18时40分秘鲁南部8.0级510人中国汶川地震2008年5月12日14时28分四川汶川县8.0级69226人、失踪17923人印尼苏门答腊地震2009年9月30日当地下午印尼苏门答腊岛海域7.9级1115人死亡、近210人失踪海地地震当地时间2010年1月12日16时53分海地7.3级约30万人丧生智利地震当地时间2010年2月27日3时34分智利8.8级507人中国青海玉树地震2010年4月14日7时49分青海玉树7.1级至4月20日死亡2064人地震活动与活断层密切相关，“Y”字形断裂汶川地震地质灾害类型包括地震灾害、地震触发地质灾害及地震引发地质灾害隐患，形成地震地质灾害链。遭受地震破坏的北川县城被地震摧毁的居民楼遭地震摧毁的汶川县映秀镇地震触发的大型滑坡摧毁了北川中学滑坡堰塞湖淹没了1座小学和几个自然村1、地震相关概念地震（earthquake）地震是指地壳某个部分的岩层应力突然释放而引起的一定范围内地面振动的现象。地震是一种经常发生的自然现象，是地壳运动的一种形式。地震特别是大的地震会造成大量人员伤亡、建筑物破坏和巨大的经济损失，从而成为对人威胁最大的地质灾害。1、地震相关概念地震波（Seismicwave）地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这种弹性波就是地震波。地震波是使建筑物在地震中破坏的原动力、也是研究地震的最主要的信息和研究地球深部构造的有力工具。1、地震相关概念地震波（Seismicwave）地震波主要有两种：一种是沿地表传播的面波，另一种是在地球内部传播的体波。体波主要通过地球本体传递，又分为纵波（P波）和横波（S波）。体波面波勒夫波(L)纵波(P)横波(S)瑞利波(R)地震波通过地球本体传播的波沿地表传播的波，是体波在地层界面上多次反射、折射而形成的次生波瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进勒夫波（L）：质点在XY面上曲线前进面波纵波（P）：压缩波；质点震动方向与波的运动方向一致；有较大传播速度（5-6km/s），首先到达地表；可在固体、液体内传播横波（S）：剪切波；质点震动方向与波的运动方向垂直；传播速度慢于纵波（3-4km/s）；仅可在固体中传播

体波瑞利波勒夫波1、地震相关概念P波和S波到达地表的时间、两种波速度比率、振幅等可以用地震记录仪测定记录，从而提供地震的严重程度、震中及震源深度等信息。震源：指地球内部发生地震时震动的发源地。震源深度：将震源视为一点，此点到地面的垂直距离，称为震源深度。震中：震源在地面上的投影点（实际上亦是一区域），称为震中区。震中距：从震中到地面上任何一点，沿地球表面所量得的距离。极震区：地面上受破坏最严重的地区，称为宏观震中。1、地震相关概念地震的要素1、地震相关概念地震震级震级是衡量发震能量大小的相对量度，震级越高，释放的能量越大。一次地震只有一个震级。震级通常用字母M表示，它与地震所释放的能量有关。释放能量大小可根据地震波记录图的最高振幅来确定，按李希特一古登堡的最初定义，震级（M）是距震中100km的标推地震仪(周期0.8s，阻尼比0.8，放大倍率2800倍)所记录的以微米表示的最大振幅A的对数值.M＝lgA震级每相差1.0级，能量相差大约32倍；每相差2.0级，能量相差约1000倍。目前世界上最大地震震级为8.9级。1、地震相关概念地震烈度地震在地面产生的实际影响，即地震活动造成的地面和建筑物的破坏程度。地震烈度受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。震源深度和震中距越小，地震烈度越大。在震源深度和震中距相同的条件下，坚硬基岩场地较松软土场地烈度小。一次地震只有一个震级，但可划分出若干个烈度不同的地区。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

中国地震烈度表(1980)《中国地震烈度表（1980）》使用说用（1）烈度>VI度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；>X度应结合建筑物或构筑物的破坏程度，并根据地表现象来确定；XI、XII度的评定，需要专门研究。

（2）“一般房屋”在《中国地震烈度表（1980）》中指土构架和土、石砖墙构造的旧式房屋和单层或多层未经抗震设计的新式砖房。由于我国城市目前一般都已设防，有的乡村也开始设防，烈度表中的“一般房屋”一般已不普遍，调查中应区别设防与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映，给出合理的烈度值。对于质量特别差或特别好的房屋，可根据具体情况，对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。（3）“人的感觉”指平房内或楼房低层内人的感觉。（4）表中震害指数是对上述“一般房屋”而言。“完好”为0，“毁灭”为1，中间按表列震害程度分级。平均震害指数是对所有房屋的震害指数的总平均值而言，可以用普查或抽查的方法确定之。（5）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。（6）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。（7）表中数量词的说明：个别：10％以下；少数：10％～50％；多数：50％～70％；大多数：70％～90％；普遍：90％以上。（8）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等，要进行专门的调查，在调查中应结合设防情况进行评估。1、地震相关概念

等烈度线图在同一次地震下，破坏程度相同的个点的连线

等烈度线的几何特征等震线图上最内一根等震线的长轴方向就是断层断层面的走向。当极震区两侧的等震线基本对称时，断层面近乎直立，当等震线不对称时，断层面向波及得宽的那个方向倾斜，不对称性愈显著，说明断层面愈缓。地表断层和裂缝一般认为：大地震时在地面产生的地震断层和变形带的走向代表了震源断层面的走向。1、地震相关概念2、地震的成因近代关于地震形成机理的假说（1）断层说：地壳岩体中能量积累到一定程度就会在地层的薄弱地带-断层附近以快速应变的形式释放。（2）岩浆冲击说：地壳深部岩浆运动时产生巨大推力，当局部地段围岩强度较低时，岩浆就会突破围岩而引发地震。（4）温度应力说：地壳内温度的不均匀分布会引发岩浆运动，并使应力场发生变化，在局部地段发生地震。（5）黏滑说：地壳中的深部断层可能在较低应力作用下滑动，每一次错动释放一小部分总应变能，余下的则被断层面上动摩擦力平衡，继续积累应力，为下一次地震提供能量。（3）相变说：处于一定深度的压力环境中的地壳和地幔物质，当环境条件改变时，产生快速相变，引起体积和密度快速变化，从而产生对周围岩体产生快速压力或张力，产生地震波。2、地震的成因现代关于地震形成机理的板块理论（1）板块边缘地震的形成理论：把全球岩石圈划分为6大板块（欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、印度板块、非洲板块、南极洲板块）。板块与板块的交界处，是地壳活动比较活跃的地带，也是火山、地震较为集中的地带。（2）大陆动力学层流构造说：李德威等。2、地震的成因地球上的地震大多分布地壳现代活动强烈的构造带，特别是一些活动断裂带的较特殊的部位上，原因是这些构造带阻隔了构造应力的传导有利于能量的积累。当地应力强度超过岩层强度时，岩层会突然断裂、错动和弹跳，而释放能量产生剧烈振动，引起地面变形。水平应力和垂直应力的差异大的地震主要发生在水平或近水平应力占优势的构造带；如控制中国面积和华北地区大的地震活动构造带。水平应力与垂直应力相等或垂直应力大于水平应力的地区，地震活动的频率强度小。如中国华南地区、俄罗斯的乌拉尔、印度和澳洲大陆。地震的力学成因2、地震的成因应力集中现象一般情况下，活动断裂特别在其有利于构造应力集中的部位，往往是地震最活跃的地区：①活动断裂带的转折突出部位；②活动断裂带的两端；③活动断裂带交叉的部位；④断层面不平滑的活动断裂。2、地震的成因水库的蓄水抽液对地震的诱发作用抽取地下流体注液的诱发作用深井注液地下采矿诱发地震核试验诱发地震人类的其他活动也可以产生地震。比如高速公路上巨大的交通事故，以及由于修筑道路、隧道、开采进行的爆破作业等都可以诱发地震。人为诱发地震的关键，往往是发震断裂处于临界状态的条件下产生的。地震产生的人为因素

人为诱发地震的关键往往是发震断裂事先已处于临界状态。地震的类型天然地震人工地震构造地震火山地震陷落地震（按地震发生的原因）蓄水诱发的地震

抽、注液诱发地震采矿诱发地震核试验诱发地震

按地震成因分类2、地震的成因3、地震效应地震产生的直接和间接结果，称为地震效应。其主要包括由地震引起的地表位移、断裂，地震所造成的建筑物和地面毁坏，以及水面的异常波动。震动破坏效应地面破坏效应次生灾害效应地震效应3、地震效应

振动破坏效应地震地面运动建筑物振动建筑物破坏地震波地震力的大小取决于：地震动振幅、频谱、持续时间和建筑物本身的动力特征3、地震效应映秀镇摧毁城镇和乡村映秀镇：92%的房屋倒塌！3、地震效应

地面破坏效应指地震发生时，地层错动、开裂、地陷、地基不均匀变形及沙土液化等使地基失稳，导致建筑物的破坏。包括：（1）地面开裂；（2）地基基底变形。地震断层地面裂缝沉降砂土液化地基滑移破裂效应地基效应3、地震效应次生（伴生）灾害效应由地震引发的海啸、山崩、泥石流、滑坡、洪水、大火等造成的次生灾害。如1960年5月智利中部连接发生了三次超过7级的大地震，地震使瑞尼赫湖区发生了300万m3的滑坡，使湖水陡涨24米。洪水淹没了湖东65km以外的互尔的维亚城，城内水深达2米。这次地震还引起了海啸，智利附近的海面浪高达30米，使中部沿海的房屋和码头全部冲毁，巨浪以每小时640多公里的速度横扫太平洋，冲毁了夏威夷的防波坝和沿岸的楼房，接着又袭击了日本本洲和北海道的太平洋沿岸，海港设施和码头遭到严重破坏。又如，2008年的汶川大地震，导致大量人员伤亡和财产损失的主要是次生地质灾害，初步统计，地质灾害总数多达12000多处，潜在隐患点近8700处，有危险的堰塞湖30多座。根据2008年9月19日国务院公布的《汶川地震灾后恢复重建总体规划》，整个地震灾区亟须治理的重大地质灾害隐患点有8693处，其中需要搬迁避让的有4694处。4、中国地震灾害

地震发生频度高，强度大，范围广，损失惨重中国处于世界上两个最活跃的地震带上，一个是东临太平洋的地震带；另一个是西部和西南部处于欧亚地震带的延伸范围。正因如此，中国是世界上多地震的国家之一。中国地震年表反映了有历史记载的地震为8137次，其中1004次为破坏性地震，8级以上地震22次，约占全球历史记载地震的35％。4、中国地震灾害板块边缘地震带：①台湾地震带②西藏-滇西地震带板块内部地震带：③郯城-庐江地震带④华北地震带⑤南北地震带⑥天山地震带地震灾害明显呈带状分布4、中国地震灾害

本世纪以来发生的9次大于8级的大地震，除2次发生于台湾临近海域，其余7次均发生于新疆、西藏、宁夏、甘肃、等西部省份。本世纪以来，中国大陆发生的300多次6级以上的地震，西部地区为250多次，占83％。地震灾害表现为西部强于东部，在东部地区北强南弱4、中国地震灾害

我国东部地区人口、建筑物以及城市等密集，经济发达，西部人烟稀少，这就决定了我国地震灾情必然是东部严重，特别是地震多发的南北地震带、华北地区及台湾的地震灾情最为严重。特别是地震多发的南北地震带、华北地区及台湾的地震灾情最为严重。地震灾情总体特点：东重西轻4、中国地震灾害灾情变化趋势——死亡人数减少，经济损失加重4、中国地震灾害地震灾害具有明显的周期性4、中国地震灾害我国地震活动呈现出时间上的明显的周期性。由于东西部构造运动的差异，东部地震活动周期普遍比西部长。研究表明，东部地区地震周期大约为300年左右，西部为100~200年，台湾为几十年。我国大陆地区在20世纪以来已经经历了4次大地震活跃幕，每个活跃幕持续约10~20年左右，有活动高潮与低潮交替的现象。目前已进入了新的活动幕。5、地震活动性的特点地震活动具有重复性地震的发生有历史继承性和反复发生的特点，我国23个活动断裂带是我国地震最集中高发的地区，也就是说发震的地带基本上是固定的，这与地壳的表层地质构造密切相关（一般发生在地壳最薄弱应力最集中的部位）。在时间上，表现出活动区和宁静区交替重复的特征，这是因为应变能需要有一个逐渐积蓄的时间过程。5、地震活动性的特点

地震的迁移性和填空性迁移性表现在两个层次上，对于我国的23个断裂带，地震不总是发生在某个断裂中或某一地区。地震发生的地点和经纬度具有迁移性。

例如：我国20世纪初8级地震发生在天山南北断裂系；20年代8级以上地震发生在甘肃的海原-古浪一带；30年代转移到阿尔泰地区；50年代8级地震出现在西藏察隅；而70年代，川、滇地区6级以上地震十分频繁。填空性表现在一个活动断裂系中，过去曾发生地震的地区的中间地带，常常是今后可能出现地震的区域。这种中间地带称为围空区。美国圣安徒烈斯断裂带的地震分布就具有明显的填空性。

5、地震活动性的特点地震的累进突发的特性

地震的发生存在一定时间的孕育期，并出现各种前兆，表现为应力-应变异常（地面变形）地下水动态、重力异常等，这些异常有加速或减速的明显趋势。这也与地壳应力释放后又逐渐累积并再次释放的过程密切相关，当应力累积到一定程度将导致应变由小渐大，最后产生突变从而发生地震破坏。6、地震的预报和防范

地震发生时间的预报地震预报是对未来破坏性地震发生的时间、地点和震级及地震影响的预测，预报分长期预报、中期预报、短期预报和临震预报。预报地震的方法大体有三种：地震地质法、地震统计法、地震前兆法，但三者必须相互结合、相互补充，才能取得较好的效果。长期预报：十几年至百年左右可能发生的地震；中期预报：几个月至几年可能发生的地震；短期预报：几天至几个月可能发生的地震；临震预报：几小时至几天可能发生的地震。预报地震是人们长期的愿望，但由于地震是在地下发生的，不能直接观察，更由于影响因素十分复杂，因此尚未完全得到解决。

6、地震的预报和防范

地震发生时间的预报地震震级与发震断裂有关，有人采用断层长度、破裂面积、断层位移、地震距等多种统计方法来估算发震断裂或发震断裂带上的地震震级。统计了我国、前苏联、蒙古地区24个大地震震级与其产生的地表断裂长度的关系，得出了相应的经验公式，对于我国来讲，异常区（围空区）的面积、长轴长度与未来地震震级的关系可用下式估计：

M=1.79LgA-0.57M=0.16LgL-0.31式中A为异常区的面积(km2)，L为异常区的长轴的长度（km）。除此之外，人们考虑到震级大小还与断裂的破裂长度、断层位移量、滑移速率、位移关系等断裂运动特性有关。6、地震的预报和防范

地震发生地区的预报预测未来强震的发生地段，要着重研究强震发生的地质构造条件和地震活动性。地震活动的空间分布受活动断裂的控制，而且强震往往发生在活动断裂带的某些特殊部位。地震发生地区的预测主要考虑两个方面：一是近期强烈活动的大断裂带，这些大断裂带上的断层发育深度大，在一些特殊的部位易形成应力集中；第二是与深大断裂活动有关的断陷盆地（谷）的某些特殊地质构造上。活动性深大断裂带、断陷盆地边缘地带一般是强震发生地带，这已为我国历史记载的不同时期的地震位置所证实。6、地震的预报和防范

地震的防范地震尤其是构造地震的发生时不可避免或抗拒的。因此减轻灾害损失主要从以下四个方面入手：进行比较精确的地震区划，划分出安全区、此安全区与危险区；加强防震抗震工作，提高抵御震害的能力，采取抗震设防措施和进行相关抗震设计；加强地应力应变监测，做好地震预报工作；开展诱发地震的趋势预测工作，尽量避免或减轻人工地震的损失。6、地震的预报和防范

地震的区划地震活动性区划：以地震发生的大小和次数为指标；地震灾害（烈度）区划:以地震的烈度进行划分，包括人身伤亡、工程损失和社会经济损失为指标地震动参数区划:以地震动的振幅、频谱和持续时间为指标进行区划区域地壳稳定性影响因素区域地壳稳定性评价岩体、土体失稳层位，诸如岩体中的软弱夹层、断裂带中破碎类，以及土体中的软土、膨胀土、含水饱和粉细沙层等土体稳定性评价研究岩体稳定性评价研究介质稳定性评价研究内动力地质灾害，诸如地震、火山、活动断裂、构造地裂缝、地面升降、坑道变形钻孔套损、煤瓦斯突出、冲击地压。地下热害等，并确定研究重点构造稳定性评价研究

地面失稳及外动力地质灾害，诸如崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、海岸侵蚀堆积、地下水侵蚀、人类活动造成的灾害等地面稳定性评价研究构造研究手段的选择与配置，诸如构造地质调查与勘查、构造活动性研究、深部构造探测、地震活动性与危险性分析、地壳形变编图与分析、地应力测量与研究、微地震监测与分析、断层位移测量与分析研究、构造应力场模拟实验、地质灾害成因机制研究等构造现今活动性研究人类历史时期构造活动性研究近时期构造活动性研究地质时期构造活动性研究构造活动发展演化研究构造活动性研究现今地应力场研究近时期地应力场研究人类历史时期地应力场研究地应力场发展演化研究地质时期地应力场研究地应力场研究介质条件的调查与勘查，诸如岩（土）体工程地质调查与勘查（包括物探、钻探、工程地质测绘）、岩（土）体取样及室内样品的各种参数测定、岩（土）体力学性质现场原位测量与计算分析等地貌及其动态研究手段的选择与配置，如遥感地质地貌测量分析、地貌测量与灾害调查、水文地质调查与编图、海岸工程地质调查、地面失稳灾害监测、地下水动态监测、海岸动态监测、人类工程活动的灾害及其环境污染调查、模拟实验与计算分析等6、地震的预报和防范

地震区建筑的抗震规划与设计地震区的建设应在地震区划的基础上进行，根据国家的经济实力和技术水平，正确估计地震区内不同区域的设防标准，进行抗震规划。地震区的建设必须注意以下几方面：（1）抗震规划设计的基本要求①首先应回避的地段：避开活动性断裂带和大断裂带；尽可能避开强烈震动和地面效应的地段，如强烈沉降的淤泥层、可能产生液化的水砂土层及可能产生不均匀沉降的地基；避开不稳定的斜坡，如已发生过崩塌、滑坡的地段及陡山坡、河坎；避开孤立突起的地形位置；岩溶地区或岩溶洞穴较发育的地段。6、地震的预报和防范②选择对抗震有利的场地、地基和基础选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，作出综合评价。宜选择对抗震有利地段，避开不利地段，无法避开时，应采取有效措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。③建造在I类场地上的建筑抗震构造措施的调整建筑场地类别为I类时，甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。④地基和基础的设计要求同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施。6、地震的预报和防范（2）场地勘察时的抗震相关要求①建筑场地抗震地段的划分选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。②建筑场地类别的划分建筑场地类别的划分应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准，划分为四类。③土层剪切波速的测量和计算现在工程上测剪切波速主要使用仪器测试。不同勘察阶段对剪切波速的测量要求也不同，可按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的规定进行。6、地震的预报和防范④发震断裂的工程影响评价场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：当抗震设防烈度小于8度，或者断裂性质为非全新世活动断裂，再或者抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m时，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响。对于其他情况，应避开主断裂带，其避让距离不宜小于表中对发震断裂最小避让距离的规定。6、地震的预报和防范（3）建筑抗震设计在进行建筑抗震设计时一般采用设计地震动参数来进行相关结构的抗震验算。地震区建筑物应按抗震设防标准进行设计，采取抗震的结构。从以下几方面进行：对结构抗震设计对结构进行抗震加固提高建筑材料和施工质量6、地震的预报和防范加强地震监测、预警预报，开展诱发地震的研究（1）地震监测地震前兆是与地震孕育和发生相关联的异常现象。地震学前兆分析项目是各大类前兆中最丰富的，包括地震活动分布的条带、空区集中、地震频度、能量、应变、ｂ值、震群、前震、地震波速、波形、应力降等三十多种异常分析项目。宏观异常项目亦是丰富多彩，如地声、地光、火球、喷水、喷油、喷气、地气味、地气雾，井水翻花、冒泡、突升、突降、变色、变味、井孔变形、各种动物行为的反常现象等等。地壳形变监测包括大面积水准测量、断层位移测量、海平面观测、湖面观测、地面倾斜观测等手段。6、地震的预报和防范（2）地震的预警、预报预警是指地震已经发生了，利用地震波的传播速度小于电波传播速度的特点，提前对地震波没有到达的地方进行警示预告。预报则是指地震发生之前进行的预测。目前，地震预报只有通过政府部门才能发布，个人和团体是不能够发布的。（3）开展地震科学研究中国在地震研究中对地震与活动断裂的关系甚为重视。①断裂几何学研究；②断裂运动学研究；③断裂动力学研究；④断裂的地震活动模型研究。思考题思考题？在如右等烈度图中标出断层面的走向，并确定其倾向The

end第三讲崩塌崩塌多发地区主要为横断山高山峡谷地区、青藏高原东缘、黄土高原、湘西地区、云南高原以及川东鄂西的中山区，涉及到云南、西藏、陕西、甘肃、重庆、湖北、湖南、江西、广西等省（区、市）东乡洒勒山滑坡1983年3月7日，体积3100万立方米，堆积面积1.3平方公里，摧毁3个村庄，伤亡260人。乌江2001年重庆武隆崩塌，开始关注三峡库区地质灾害防治。高46.8米，前沿宽55.2米，后沿宽25－30米，约1.6万立方米，致使一幢9层楼房被滑坡体摧毁掩埋，造成79人死亡、7人受伤。滑坡地点前兆滑坡地点1980年6月3日、湖北省远安县盐池河磷矿崩塌,死亡307人。——典型岩质边坡地质模型之一。远安盐池河磷矿崩塌前后汶川地震发生大量崩塌，破坏道路交通。提纲一、崩塌的概念和分类二、崩塌的形成条件及发生机理三、潜在崩塌体稳定性分析四、崩塌的防治一、崩塌的概念与分类位于陡崖、陡坡前缘的部分岩土体，突然与母体分离，翻滚跳跃崩坠崖底或塌落在坡脚的过程与现象。

崩塌崩落体的运动形式主要有两种脱离母岩的岩土体顺坡滚动以自由落体的方式坠落一、崩塌的概念与分类崩塌分类（1）按崩塌发生的地点分类

①山崩

②库岸崩塌（2）按崩塌物的岩性特征分类

①岩体崩塌

②土体崩塌

③混合体崩塌（3）按分离面的特性、形状及其崩塌发生的原因分类

①顺断层或风化层的崩塌

②沿裂隙面的崩塌

③探头崩塌

二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌崩塌的形成条件斜坡体系统结构（岩体结构系统）坡形岩性分离面及组合特征斜坡体系统外部环境的作用（触发因素）地震降水风力、水力、冻融作用植物的根劈作用人为活动二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统结构1、坡形崩塌多发生在山地、高原沟谷及陡立河岸等陡峭斜坡地带，一般坡度在45°以上。275170二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统结构2、岩性

①由厚层坚硬的岩层如灰岩、砂岩、砾岩、花岗岩、闪长岩等构成的斜坡体，岩石强度大，裂隙发育，形成高陡边坡；

②相对软弱的岩层如页岩、泥岩、板岩、片岩、千枚岩等强度较小，裂隙细密，岩石常呈碎块，个体稳定性较差。

③黄土等边坡，土质硬，含有裂隙，风蚀、水力作用下易形成崩塌。

④组合型边坡。

二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统结构3、分离面及其组合特征（结构面）分离面可以是岩层的层面、节理面、断层面、各种成因的裂隙或裂缝,通常统称为“结构面”。分离面把岩土体分割为各种形态、大小不一的块体，每一次崩塌都含有部分分离面转变为坡体的临空面，从而改变危岩体的力学边界。

1996年发生于巫峡左岸的横石溪崩塌瞿塘峡岸坡溶洞发育175m二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统外部环境的作用1、地震地震引起的山体震动可引起斜坡体在垂直方向和水平方向上的急剧、反复的应力变化，破坏坡体内部和临空面原有的脆弱力学平衡，导致危岩体失去重心。地震甚至可以使一些原本较稳定的岩土块体也发生崩塌。因此，地震是崩塌发生频率和规模最大的一种外在激发因素。

二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统外部环境的作用2、降水

①雨水的渗入可增大裂隙网络中的动水压力，提高坡体向临空面方向的推力；

②雨水的浸润使分离面两侧的岩土软化，或减小分离面的抗滑阻力；

③降雨形成的地表径流对岩土体的水力侵蚀，尤其是沟蚀，使分离面的隙缝不断增大3、风力、水力、冻融作用风力：风荷载、加速风化，分离面强度降低。水力：斜坡底部侵蚀掏空，软化和崩解岩土体。冻融：冻胀、融水形成水压力、软化、加速风化、崩解。二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统外部环境的作用4、植物的根劈作用

5、人为活动人为活动诱发崩塌主要反映在两个方面：人为的工程活动改变坡地系统结构（修筑铁路等改变坡形、采矿掏空）。人为活动促进了外部激发条件（爆破等）。二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的形成机理潜在崩塌体形成成岩过程：沉积、岩浆活动和变质作用形成含原生裂隙的岩体。构造运动：构造变形、破坏作用形成构造裂隙。新构造运动：形成陡峭的地形和表生裂隙。潜在崩塌体的位移外部环境作用下，顺分离面位移，重心临空。崩塌发生崩塌体脱离母岩，沿坡面翻滚、跳跃、互相撞击，最后堆于坡脚。伴有崩塌气浪。

二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式倾倒式崩塌在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等陡坡上，岩体以垂直节理或裂隙与稳定的母岩分开。通常坡脚遭受掏蚀，在重力作用下或有较大水平力作用时，岩体因重心外移倾倒产生突然崩塌。以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒。崩塌途径：

①在重力作用下，长期冲刷掏蚀直立岩体的坡脚，由于偏压失去重心，使直立岩体倾斜，最终导致崩塌；

②当附加特殊的水平力（地震力、静水压力、动水压力以及冻胀力等）时，岩体可倾倒破坏；

③当坡脚由软岩层组成时，雨水软化坡脚产生偏压，引起崩塌；

④直立岩体在长期重力作用下，产生弯折也能导致这种崩塌。二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式滑移式崩塌临近斜坡的岩体内存在软弱面倾向与坡向相同，则软弱面上覆的不稳定岩体在重力作用下具有向临空面滑移的趋势，当岩体的重心滑出陡坡，产生突然的崩塌。降水渗入岩体裂缝中产生的静、动水压力以及地下水对软弱面的润湿作用都是岩体发生滑移崩塌的主要诱因。二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式鼓胀式崩塌陡坡上不稳定岩体之下存在较厚的软弱岩层，上部岩体重力产生的压应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被挤出，发生向外鼓胀。随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体不断下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心移出坡外即产生崩塌。二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式拉裂式崩塌陡坡由软硬相间的岩层组成时，由于风化作用或河流的冲刷掏蚀作用，上部坚硬岩层在坡面上常常突悬出来。突出的岩体通常发育有构造节理或风化节理，在长期重力作用下，分离面逐渐扩展。一旦拉应力超过连接处岩石的抗拉强度，拉张裂缝就会迅速向下发展，最终导致突出的岩体突然崩落。二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式错断式崩塌长柱或板状不稳定岩体的下部被剪断，从而发生错断崩塌。悬于坡缘的帽沿状危岩，后缘剪切面的扩展，剪切应力大于危岩与母岩连接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌。锥状或柱状岩体多面临空，下伏软基抗剪强度小于危岩体自重产生的剪应力或软基中存在的顺坡外倾裂隙与坡面贯通时，发生错断-滑移-崩塌。地质历史分析法刚体极限平衡法数值模拟法地质力学模拟试验法长期监测法三、潜在崩塌体稳定性分析

岩体稳定的结构分析法结构面之间、结构面与临空面之间的组合关系，判定不稳定块体可能移动的方向和破坏方式。结构分析法主要采用图解分析法。包括摩擦圆法、赤平极射投影法、平面投影法和实体比例投影法等。工程地质类比分析法依据相似性原则，根据发生过的崩滑的地质体，分析 潜在崩塌体的稳定性，其实质是把集成经验（理论）应用到条件相似的工程。类比的相似性原则：

①崩滑体岩体性质、主控结构面、岩土体结构、斜坡结构和崩滑体介质结构条件等的相似性。

②崩滑体赋存条件的相似性。

③动力因素的相似性。

④发育阶段的相似性等。

地质历史分析法三、潜在崩塌体稳定性分析

变形史分析法依据崩塌发育规律中的发生周期性和阶段性特征，追溯潜在崩塌体的变形发育史，判定其现今所处阶段，进而分析其稳定性。地质综合分析对潜在崩滑体的形体特征、地质构成、成灾条件、成灾动力、成灾因素、成灾机理、变形破坏形式和特征、失稳条件和机制等进行全面系统地整理、归纳，进而评价崩塌体现阶段的稳定性，并预测其发展趋势、评价其失稳的必要条件、相关因素、失稳的可能性和失稳的规模、方式、方向，预测失稳的时间。

地质历史分析法三、潜在崩塌体稳定性分析

刚体极限平衡法三、潜在崩塌体稳定性分析滑移式危岩稳定性计算（后缘无陡倾裂隙）后缘无陡倾裂隙时按下式计算：式中：V——裂隙水压力(kN／m)；

F——危岩稳定性系数；

c——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权的加权平均值；

ψ——后缘裂隙内摩擦角标准值(º)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权的加权平均值；

α——滑面倾角(º)；

W——危岩体自重(kN／m)；

刚体极限平衡法三、潜在崩塌体稳定性分析倾倒式危岩稳定性计算由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算

式中：

flk——危岩体抗拉强度标准值(kPa)；

α——危岩体与基座接触面倾角(º)；

β——后缘裂隙倾角(º)。倾倒式危岩稳定性计算（由后缘岩体抗拉强度控制）(危岩体重心在倾覆点之外时)(危岩体重心在倾覆点之内时)

刚体极限平衡法三、潜在崩塌体稳定性分析倾倒式危岩稳定性计算由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算

倾倒式危岩稳定性计算（由底部岩体抗拉强度控制）

数值分析法三、潜在崩塌体稳定性分析DDA（非连续变形分析法）DEM（离散元分析法）FLAC（快速拉格朗日有限差分法）

地质力学模拟试验

模拟试验是以实验室的有限空间和时间对规模巨大的、历时长久的自然现象和作用进行规律性探索，遵守量纲原则和相似原则。在崩滑灾害稳定性研究中，常用的试验主要是地质力学模拟试验（自重力场边坡结构模拟试验、离心力模拟试验、底面摩擦模拟试验）等。

崩塌体危险性分析三、潜在崩塌体稳定性分析地质调查法：统计落石的分布。现场实验：正交试验法等。数值模拟：rockfall模拟。四、崩塌的防治（一）主动撤离，躲避对于危害性较大的不稳定斜坡体，应首先考虑人员撤离现场或工程线路绕避等措施。（二）防护措施采用遮拦建筑物，对崩塌运动的岩土体进行消能拦挡，限制崩塌体的运动速度，同时对建筑物进行遮拦，隔离崩塌体与受灾体，使之不能成灾。主要防护措施有：（1）山坡拦石沟、落石沟、落石槽、落石平台。（2）拦石桩、障桩。（3）拦石墙（混凝土拦石墙、笼式拦石墙、钢轨拦石墙、钢丝拦石墙）、拦石网。（4）遮挡明洞、棚洞。四、崩塌的防治（三）地质体改造措施

1、地质体材料的强化改造一般采用注浆加固，常用水泥、水玻璃、环氧树脂和化学灌浆。

2、结构面的强化改造灌浆、锚固、抗滑楔、挂网喷浆。

3、结构体改造头部削方减重、削坡、采空回填支撑、倾倒、悬空危岩支撑。

4、地质环境条件的改造（1）水域边岸崩塌体坡脚防护抛石护坡、防坡堤、护坡墙、导水墙、丁坝、拦沙坝。（2）地表排水工程防渗工程、排水工程、坡面绿化工程2008年11月23日曾发生崩塌，总体积约2.1万m3，造成6人死亡，6人受伤，有16间房间被掩埋，3间民房损坏。

Ⅰ区：块裂岩体分布区Ⅱ区：厚板状岩体分布区Ⅲ区：块裂-碎裂岩体分布区Ⅳ区：表面溶蚀松动区Ⅴ区：块裂岩分布区Ⅵ区：块裂—整块状岩体分布区Ⅶ区：块裂—碎裂岩体分布区Ⅷ区：块石堆积斜坡区工程部署简图思考题（1）坚硬块状岩体和软弱碎裂岩体崩塌的各自的特点和形成条件。（2）山区和水库区崩塌致灾的差异。The

end第三章活断层与地震

工程地质研究第一节概述区域地壳稳定性：指地球内动力地质作用,如地震、火山活动、断层错动以及显著的地壳升降运动等对工程建设安全稳定的影响程度。

指工程建设区域的现今地壳，由于天然或工程因素引起的地应力变化，主要产生构造、火山、地震等活动所造成的具有区域性地壳表层位移和破坏的程度。活断层地

震

破

裂

带唐山大地震唐山大地震玉树地震汶川地震印尼的活火山印尼的活火山印尼的活火山核爆试验三峡水库诱发地震第二节活断层概念及工程意义活断层基本特征活断层鉴别标志活断层调查研究方法活断层区建筑原则断裂与断层的区别断裂：fracture,rupture，

又称破裂，物体受力变形，当应力达到破裂强度时，物体就会发生断开，使物体的连续性和完整性遭到破坏，称为断裂或破裂。岩石中的断裂包括裂隙、节理和断层等。不论断裂两侧岩层或岩体是否沿断裂面发生过相对位移。断层：fault

，岩石在力的作用下发生破裂，并在被破裂的两个岩体之间发生相对位移的不连续面，位移方向平行于不连续面。

概念及工程意义活断层一般是指现今正在活动的断层，或近期曾活动过、不久将来可能重新活动的断层。后者也称为潜在活断层。《岩土工程勘察规范》

全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期正在活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。《水利水电工程地质勘察规范》

活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的断层。

美国原子能委员会（USNRC）的定义是：（1）在3.5万年内有过一次或多次活动的断层（2）与其他活动断层有联系的断层（3）沿该断裂发生过蠕动或微震活动活断层的工程意义沿活动断裂带分布的房屋被摧毁沿活动断裂带道路出现波状节律性破坏北川县城Mainshockfault12BEICHUANCOUNTYShale&sandstoneLimestoneHalfofoldtownwasburiedbylandslideWesttownLandslide1600fatalityTHEFIVE-FLOORHOUSEWERECRUSHEDOVERLAYED①②④③⑤DamagedSchoolbuildingshows“typicalaxispressuretest”水平错动0.5m2ndstoreyisgoneawayHorizontalMovingis0.5mFromsky从天而降抛掷振动液化（Liquefaction）.ElCentro,CA,1979LomaPrieta,CA,1989海啸（Tsunami）主要介绍活断层的类型与活动方式、继承性与反复性、长度与断距、错动速率与周期。活断层的基本特征一、活断层的类型

按照位移方向与水平面的关系：（1）正断型活断层差异升降活动为它的断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见，形成地堑式的正断层组合。（2）逆断型活断层多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。（3）走滑型活断层常分布于大陆内部的地块之间的接触部位，水平错动量大，断层带宽度不大，很少分支断裂。二、活断层的基本特征继承性与反复性

1、继承了老的断裂构造尤其是中生代和第三纪以来的断裂构造格架

2、西部地区以走滑和逆冲－走滑断层为主，且强度明显大于东部

3、东部以正断层和走滑－正断层为主。是深大断裂复活运动的产物

1、深大断裂在挽近期及现代地壳构造应力条件下重新活动而产生

2、深大断裂：切穿岩石圈、地壳或基底的断裂，延伸数十～数千km，切割深度数公里～百余公里.活断层受控于板块构造全球构造（板块构造platetectonicstheory）理论的基本点是，全球划分为六个刚性的岩石圈板块在软流层之上漂移，不断地运动。研究表明，印度板块与欧亚于始新世末，即大约3800万年前相互碰撞，此后印度板块仍以每年约5cm的速度向NNE方向推进，强力地推挤着欧亚板块,板块接触带的两个端点位于察隅和伊斯兰堡附近。在碰撞挤压过程中欧亚板块内产生了塑性或粘性流动变形。印度洋板块青藏高原（1）粘滑型活断层间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。（2）蠕滑型活断层沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱一般无震发生，有时可伴有小震。活动方式可分为粘滑型和蠕滑型近年来，一些研究者注意到了粘滑型断层在大震前后一段时间内在震源区及其外围的蠕滑现象。1976年唐山地震前后的一些宏观现象，如井壁坍塌变形、沿八宝山断层地下水位的变化、河北省中部的井喷现象等，都可能与深部断层的蠕动有关。据唐山地震区地形变资料反演求得的震中区8km×6km的地带内，于1969—1975年发生了走滑错距为104cm的无震蠕滑，走向和倾向滑动的平均速率分别达18.6cm/a和1.4cm／a。

我国大陆内部还有一种特殊的反映断裂蠕动的构造形式，就是由于地壳块体或断裂带蠕动，导致在地面产生一系列微型破裂构造，一般称为地裂缝(groundfissure)或“地裂”现象。典型代表有西安地裂缝和1974—1976年在冀、鲁、豫、皖等省先后出现的大面积地裂现象。上述的地裂现象不受地貌、土质和水文条件影响而广泛分布在大范围内，与区域构造方向和区域应力场方向协调，表现出有统一的受力方向，反映出它们可能是一种大范围构造活动或深部断裂的蠕动而引起的地表蠕裂现象。西安地裂缝就被认为是由于渭河断陷南侧的长安临潼断裂的张性蠕动，为厚达一千余米的第四纪土层提供了潜在临空面，在自重应力场作用下产生了侧向扩展(gravitationallateralspreading)而形成的。活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素，这些可以通过勘探等手段得到确定。而活动断裂重新活动往往并非全断裂都活动，而是部分段的活动，指现活动段长度及两旁相应的错断距离。通常用强震导致的地面破裂(地震断层或地表错断)的长度(L)和伴随地震产生的一次突然错断的最大位移值(D)表示。通过对地表错断的研究，可以了解地震破裂的方式和过程，判定地震断层动力学特征，又可了解地震时的地面效应，判定地震危险性和震害程度，为在活断层区修建建筑物的抗震设计提供参数。对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得到，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M，利用统计经验方式及查表确定L和D。

活断层参数的定量研究如下关系图也可以作为确定L、D时使用（1）我国关系式（四川省地震局1986）：

M=1.19lgL+5.25L=0.56M-2.25（2）日本松田时彦得出的关系式为：

M=（1/0.6）lgL+4.85lgD=0.55M-3.71（3）博泥拉得出的关系式：

Ms(L)=6.04+0.708lgL

断层长度1~数百公里不等，一般小于5.5级地震很少产生地表错动。地表所见断层长度是地下的1/2~1/5.活断层地震活动是否在地表显现形迹，与地表覆盖层厚度、震源深度及震级有关，一般覆盖层厚度大于30-50m、震源深度大于10-30km、地震震级小于6级条件下，很少出现地表断裂现象。有的情况下，可以采用数字分析（如有限元）方法确定断层长度及断距。

1、错动速率

错动速率是指断层年错动位移量，一般是用若干年总的错动量计算得到，因而也称平均错动速率。分为水平和垂直分量。断层错动速率从两个方面获得：

活断层活动速率及相应周期是表明活断层的活动强度的重要指标，是地震强度的重要资料。（1）精密地形变测量是研究现今活动断裂的有效方法。我国许多著名活断层均设有精密水准、三角测量、激光测距等量测工作。

有了量测数据，便可以计算错动速率。如贺兰山东麓活断裂红果子沟处，84年~86年测得断层右旋错动，水平8.48mm、垂直0.75mm。故错动速率：四、错动速率和活动周期（2）根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。等级AAABCD错动速率(㎜/a)>101－100.1－10.01－0.1<0.01活动性极强强弱微非活动2、错动周期地震断层两次突然错动之间的时间间隔为活断层错动周期。

断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期），释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地震活动。可按以下方法确定错动周期：①按地壳应变速率（这是近似当成断层平均错动速率）S及一次地震错动量d计算R。

按上式计算，对于S＝1～10mm/a的A级活断层，当发生M＝7～8的地震时，R≈1000年。②根据2次地震条件、时间间隔确定③根据地震震级及错动速率，由经验统计式计算

许多人研究了震级M、错动速率S与错动周期的关系；建立了许多统计关系。如日本的松田时彦对日本断层错动与地震震级关系时，得到lgd=0.6M-4.0,错动周期是R=d(错移量)/s(错动速率)，即有④根据第四纪地层、地质错动证据，结合年龄测定确定周期。据研究，活断层活动周期一般在1—2千年左右，少数上万年或几百年。三次运动：①第一次（4200a）上盘块体下滑，产生张裂缝，堆积W1.②第二次（2700a）上盘继续下滑，产生拉张裂缝，将W1拉开，途中堆积W2.②第三次（820a）继续下滑，出现F2

断裂，将W2错断（垂直距离0.6m）.周期：一次→二次4200-2700=1500年二次→三次2700-820=1880年速度：二次→三次

0.6÷1880≈0.75mm/a北天山西部喀什河断裂活断层的年龄判据活断层的年龄判据方法有间接法（错断地层年龄法）和直接法（断层物质绝对年龄法）两种：间接法：适用于错断断层带及其所在地质体上覆盖有第四纪沉积物的条件。直接法：从断层带内采取样品，并用专门一起测定样品中某些矿物、岩石、化石的物理、化学和显微结构的变化等，用以确定绝对年龄。14C法：宇宙射线中子冲击高空氮生成14C,新生的14C被氧化成为CO2,参加自然界碳循环，扩散到整个生物界以及大气发生交换的一切含碳物质中。这些14C含量一方面衰减，一方面从大气中得到补偿，保持平衡，但是一旦动植物死亡掩埋，则只会衰减而不得到补偿。即可通过半衰期测年。适用范围是距今300年-50000年。热释光法：某些固体物质因长时间受到射线的辐射，在辐射电离作用下，固体物质产生电子-空穴对，一些电子被晶体的缺陷所俘获。如果将晶体加热，被俘获的电子则从陷阱中逃逸出来与空穴复合，同时以光子的形式释放出他们所储存的能量，这就是热释光。当积累热释光以后，遇到光-热事件，就会使积存的热释放，然后重新积累热释光。一、地质、地貌、水文地质标志二、历史地震及历史期地震错段标志三、微地震测量及地形变检测标志四、地球物理标志

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。间接鉴别标志有如下几个方面：活断层的鉴别标志地质方面最新沉积物被错断，断层破碎带，砂土液化，地面破裂等最新沉积物被错断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