工程地质课件：不良地质作用及防治-地震

工程地质2本章知识点【知识点】地震的震级、烈度、近震、远震及地震波的传播等基本概念；断裂活动和地震的关系，活动断裂的分类和识别及对工程的影响；滑坡、崩塌、岩溶、土洞、塌陷、泥石流，采空区、地面沉降等不良地质现象的成因、发育过程和规律及其对工程的影响。【重点】断裂活动与地震的关系；滑坡、崩塌及泥石流灾害的形成条件及防治对策；岩溶地区的主要地质问题。【难点】地震诱发地质灾害特征；采空区地表变形的影响因素。【导读问题】哪些地质作用不是“良民”？地质灾害大家庭里哪位是“温柔的杀手”，让你感受不到的灾害？

不良工程地质现象不良地质作用是指由地球内力或外力产生的对人类工程或环境可能造成危害的地质作用。

由其引发的危及人身、财产，工程或环境安全的事件称为地质灾害。

不良工程地质现象1.地壳活动灾害，如地震、火山喷发、断层错动等；2.斜坡岩土体运动灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；3.地面变形灾害，如地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）等；4.矿山与地下工程灾害，如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等；5.城市地质灾害，如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等；6.河、湖、水库灾害，如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等；7.海岸带灾害，如海平面升降、海水入侵，海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等；

不良工程地质现象按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分，常见地质灾害共有12类：8.海洋地质灾害，如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等；9.特殊岩土灾害，如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等；10.土地退化灾害，如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等；11.水土污染与地球化学异常灾害，如地下水质污染、农田土地污染、地方病等；12.水源枯竭灾害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干（地下水位超常下降）等。

不良工程地质现象7.1.1活断层活断层是指现在正在活动或在最近地质时期(全新世，1万）发生过活动的断层。区域稳定性评价的核心。区域稳定性：指工程建设地区的一定范围内，在内外动力的作用下，现今地壳及表层的稳定程度，以及这种稳定程度与工程建筑物之间的相互作用和影响。构造地震（断层地震）活断层的活动方式：突然错动（黏滑型）－伴随地震发生。

发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。缓慢蠕动（蠕滑型）－不直接产生地震。

发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱，危害小。7.1.1活断层7.1.2地震Earthquake87.1.2地震相关基本概念地震是地球内部缓慢积累的能量突然释放引起的地球表层的振动。地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次；7级以上的大地震平均一年有十几次。9通常把震中距小于100km的地震，叫地方震；100—1000km的叫近震；超过1000km的叫远震。震中越远，地震危害越小。7.1.2地震震中距

震源：地球内部发生地震时震动的发源地震源深度：震源点到地面的垂直距离

震中：震源在地面上的投影点（实际上是一区域）

震中距：某点至震中的地面距离

地震相关基本概念地震波

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。

地震能量的传播纵波（压力波）－P波横波（剪切波）－S波速度:破坏力:快慢弱强纵波传播速度快（5-6km/s

），强度小，衰减快。

横波传播速度慢（3-4km/s

），强度大，衰减慢

地震相关基本概念→对地震强度大小的度量、与所释放的能量大小有关，释放的能量(E)越大，震级(M)就越高。划分为10级我们最关心的两个问题：这次地震有多大？它在某地的破坏程度怎么样？

1．地震震级Earthquakemagnitude

MlgE=4.8+1.5M一次6级地震释放的能量大致相当于30一40万吨TNT炸药的巨大爆炸！地震相关基本概念震级和烈度中美两国报的地震震级为啥不一样？

2008年5月12日汶川地震中国国家地震台网8.0级美国地质调查局（USGS）震级为7.9级2013年4月20日发生的四川雅安芦山地震中国国家地震局先速报为5.9级，后修正为7.0级美国地质调查局始终报为6.6级震级和烈度矩震级MW：矩震级是反映地震断层错动程度的一个物理量，它等于断层面的面积S、断层面的平均位错量和断层岩石剪切模量μ的乘积。

近震震级（ML）：可由Wood-AndersonTorsion仪器测定的周期1s近震S波的振幅（以微米计）和震中与地震仪之间的角距计算出来。体波震级（Mb和MB）：用周期1秒左右的P波振幅计算出来的震级叫Mb,而用周期5－15秒的P波振幅计算出来的震级叫MB

。面波震级（MS）：指根据Rayleigh面波垂直分量的振幅计算出来的震级。（国家标准GB17740-1999）最基本的震级标度有4种：震级和烈度

2．地震烈度地震对具体地点的实际影响和破坏的强烈程度(我国划分为12度)：Ⅰ度:无感－仅仪器能记录到；Ⅱ度:微有感－个别敏感的人在完全静止中有感；Ⅲ度:少有感－室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动；Ⅳ度:多有感－室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动，不稳器皿作响；Ⅴ度:惊醒－室外大多数人有感，家畜不宁，门窗作响，墙壁表面出现裂纹Ⅵ度:惊慌－人站立不稳，家畜外逃，器皿翻落，简陋棚舍损坏，陡坎滑坡；震级和烈度Ⅶ度：房屋损坏－房屋轻微损坏，牌坊，烟囱损坏，地表出现裂缝及喷沙冒水；Ⅷ度；建筑物破坏－房屋多有损坏，少数破坏路基塌方，地下管道破裂；Ⅸ度：建筑物普遍破坏－房屋大多数破坏，少数倾倒，牌坊，烟囱等崩塌，铁轨弯曲；Ⅹ度：建筑物普遍摧毁－房屋倾倒，道路毁坏，山石大量崩塌，水面大浪扑岸；Ⅺ度:毁灭－房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毁，地表产生很大变化；ⅩⅡ度:山川易景－一切建筑物普遍毁坏，地形剧烈变化动植物遭毁灭；震级和烈度地震烈度在V度以下的地区，不会引起建筑物的破坏。地震烈度为VI度的地区，一般不对建筑物采取加固措施。地震烈度为VII～IX度的地区，必须进行建筑物抗震设计。X度以上的地震区不应建造建筑物。震级和烈度基本烈度：某地区在一定时间内可能发生的最大烈度。场地烈度：在一个区域内根据具体场地条件（地质构造、地基条件、地形条件）调整后的烈度。设防烈度：根据城市规模及建筑物重要性，为工程抗震而规定的烈度。震级和烈度地震烈度影响因素:震级大小及性质建筑物抗震性能场地地质条件（地震波通过的介质条件）震级和烈度（1）岩土类型及性质软土埋藏越浅，厚度越大，震害越大。（2）地质构造

离发震断层越近，震害越大。上盘尤其震害大。（3）地形地貌突出、孤立的地形，较低洼、沟谷平坦地区震害大。（4）水文地质条件

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，而是具有一定的时空分布规律。(一)地震的时间分布规律根据历史地震资料，在全世界、一个地区或一个地震带，在另外一段时间内则表现为少震的平静期。这种活跃期和平静期交替出现的现象，叫地震的周期性或地震的间歇性。1904-1976年世界7级以上地震次数比较地震的时间和空间分布规律(二)地震的空间分布规律地震震中分布集中的地带，称为地震带。从世界范围看，有些地区没有或很少有地震，有些地区则地震频繁而强烈。地震带往往与活动性很强的地质构造带一致。地震的时间和空间分布规律中国地震分布地震的时间和空间分布规律地震破坏方式共振破坏：在共振频率下，很小的周期振动便可产生很大的振动。若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，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T。驻波破坏：地震时当两个幅值相同、频相相同但运动方向相反的两个地震波波列运动到同一点交汇时，形成驻波，其幅值增加一倍，当驻波在建筑物处产生时，会对建筑物形成较强的破坏作用，即驻波破坏。当相同条件的地震波与从沟谷反射回来的地震波在某地相会时会对该地建筑物产生驻波破坏。相位差动破坏：当建筑物长接近于或大于场地振动波长时，两者振动相位不一致形成很不协调的振动下，地基振动激烈地撞击建筑物的地下结构部分，并在最薄弱的部位导致破坏，即为相位差动破坏。地震带来的地质灾害：直接破坏、间接破坏

崩塌、滑坡、地裂、泥石流、地基破坏、堰塞湖、毒气泄漏等地震液化（砂土液化）：是指饱水砂土受强烈振动后而呈现出流动状态的现象。当液化现象出现后，砂土的抗剪强度完全丧失，失去承载能力，从而导致建筑物破坏。地震破坏方式地震效应地震产生的直接和间接结果，称为地震效应。震动破坏效应地面破坏效应次生灾害效应地震破坏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。（一）振动破坏效应地震地面、地面建筑物强迫振动建筑物破坏地震波由震动力作用直接引起建筑物破坏附加荷载（二）地面破坏效应地震发生时，地层错动、开裂、地陷、地基不均匀变形及砂土液化等使地基失稳，导致建筑物发生破坏。包括：地基沉降或不均匀沉降（岩性差异、厚度不同）地基水平滑移（斜坡或半挖半填）砂土液化（饱水粉细砂岩）（1）地面开裂（2）地基基地底变形（三）次生灾害效应由地震引发的海啸、崩塌、滑坡、泥石流、洪水等次生灾害。地震类型地震按地震成因可以分为：构造地震火山地震塌陷地震人为地震(工程地震,如水库地震)。地震按震源深度可以分为：浅源地震——深度0—70km；中源地震——深度70—300km；深源地震——深度超过300km不良地质作用及防治2004.12.26:印度洋9级地震+海啸。

海啸与地震近30万人遇难2010.3.11：日本9.0级地震+海啸2012.4.13:印度度尼西来8.9级地震+海啸小南海-国家级地震遗址保护区(距黔江城28公里)据记载：地震发生在清咸丰六年（也就是公元1856年农历5月初8，阳历6月10日）实例实例：5.12汶川大地震实例：5.12汶川大地震实例：5.12汶川大地震实例：5.12汶川大地震

地震区建筑场地的选择P180-182（1）建筑场地选择地形平坦开阔；岩土坚硬均匀；无大的断裂带；地下水埋深大。（2）地基持力层和基础方案的选择地基持力层应以基岩或硬土为好，避免以高压缩性土层或液化土层作持力层。宜采用桩基础、筏基和箱基6.1.6-自学，不作考核要求03东日本大地震GreatEastJapanEarthquakePARTTHREE3.1东日本大地震概况

概况东日本大地震(日本政府命名)于2011年3月11日14时46分发生在日本东北方向，震级为M9.0级，震源深度为24km，震源地点为日本海三陆冲，北纬38°62'，东经142°56'，震害波及日本全国，按照日本对地震烈度的划分，分别取震度1，2，3，4，5弱(5－)，5强(5+)，6弱(6－)，6强(6+)，7度。地震特点1)此次的地震断层面非常大，长450km、宽200km，超过了预想的宫城县冲地震的断层面;2)在东日本很大的范围有连续长时间的强震;3)周期为1.0s以下的短周期的震动反应强烈;4)多次发生大规模的余震;5)远震地区长周期地震动对长周期建筑的影响较明显;6)特大海啸的发生。3.1东日本大地震概况3.1东日本大地震概况3.2东日本大地震成因成因：由于这次地震缘于板块间垂直运动而非水平运动，因此触发海啸，对日本一些海岸造成严重破坏，给整个太平洋沿岸带来威胁。美国地质勘探局学者布赖恩·阿特沃特告诉美联社记者，这次地震释放的能量“将近美国全国一个月的能量消耗”。这一机构地球物理学家肯·赫德纳特说，依据美国国家航空航天局收集的资料，这次强震使日本本州岛向东移动大约3.6米，使地球自转加快1.6微秒，地轴移动6微米。主要灾害:产生了巨大的地震动及大海啸;致使福岛第一核电站发生核泄漏事故;海啸冲走大量建筑物;

由地震直接破坏的建筑物不多;非结构构件(主要是吊顶)震害突出;

长周期地震动对长周期建筑物有影响;较大地区发生土壤液化现象。3.3东日本大地震灾害特点3.3东日本大地震灾害特点海啸高度分布图女川町海啸从两座山口中流入，浸水高达25m，4层楼房被冲倒海啸达到房顶，将柱子冲坏3.4主要震害特点(1)截止到2012年1月12日，死亡15844人，失踪3