水工地质3(地表地质作用)
93页1、第三章区域构造稳定性 与地表地质作用,第三节 河流(地表水)地质作用,第二节 风化作用,第四节 岩溶地质作用,区域构造稳定性与地表地质作用,本 章 结 构,第一节 地震与区域构造稳定性,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,地震: 指地壳浅表岩层中弹性波传播所引起的震动,是地壳运动的一种特殊形式。,1定义:,(1)构造地震(占90%):即地壳运动引发的地震,这些区域稳定性研究的重点。,2地震的分类,依据成因的不同。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,(2)火山地震(占7%):因火山喷发引起的地面谐同震动。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,(3)陷落地震(3%):因地面物质因失去下部物质支撑而附落触底引起的震动。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,(4)诱发地震:指人为工程原因(如水库蓄水、地下注水、核试验等)所引发的地壳岩石应力提前释放。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,即地震作用范围内地面上出现的破坏和震害。依据具体表现形式的不同又可分为振动破坏效应和地面
2、破坏效应两大类。,3地震效应(后果),区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,(1)振动破坏效应指由地震力(即波动惯性力)直接引起的建筑物破坏,其效应大小与地震的震级有直接关系。导致建筑的水平滑动或晃动,共振等。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,震级:表明地震力大小的量级其中1级释放能力为2106焦耳,每增大一级,能量大体增加50倍,地壳岩石中发生的最大地震震级不会超过8.9级,因为地壳岩石圈不能承受大于8.9级地震的能量传递。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,表 各级地震的能量,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,当地震波周期建筑自振周期时引起强烈共振建筑严重受损。,周期与频率:振动要素中,周期与频率对建筑物的安全性影响显著。,一般的地震,震波主频在2-8HZ,周期在0.5-0.125秒间变动。,一般建筑物的自振周期在0.1-2.5秒之间,低层建筑高层建筑,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,*地震波周
3、期随距震中距离增大而变大,故有远离震中处低层建筑完好而高层建筑严重受损现象。同样,因为深厚土层自振周期大于坚硬岩石层和薄土层区,故在同样距离上,深厚土层区及其建筑物更易于发生共振而产生严重破坏(黄土区则更应重视高层建筑的抗震设计)。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,岩土层卓越周期平均值: 稳定岩层 0.15s 一般岩层 0.27s 松软岩层 0.4s异常松软岩层 0.5s,*卓越周期:某建筑场地岩土经试验测试得到的自振周期。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,(2)地面破坏效应即地震引起的地面构成岩土体的破坏形式与后果。依形成条件、破坏规模与范围可分为三大类型:,断裂效应:即地震断层、地震裂缝,斜坡效应:地震引起的边坡物质滑移如剥落、崩塌、滑坡、蠕滑等。,地基效应:包括地基沉降、砂土液化(流砂)、地基塌陷等。,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,*砂土液化:地震作用下,饱和粉、细砂地基中,砂粒结构瓦解,孔隙水压力骤升导致有效应力降至零,全部地基土体呈现液体状态的现象地表开裂、喷砂、冒水、建筑下陷、漂浮或开裂等
4、现象。,砂土是否液化的判别方式有经验判定和标准贯入判定两种,具体判定可以参考工程地质手册和岩土工程勘察规范等工具书。,地基土砂土液化引起地面不均匀沉降图,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,基本烈度:平均震级+地质地貌条件(据规范) 设计烈度:基本烈度+建筑物等级,显然,对建筑物的稳定性而言,地基效应将产生最直接和最大的影响。,(3)地震烈度 振动破坏效应+地面破坏效应=烈度(基本烈度与设计烈度),区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,4.区域稳定性评价,(1)区域稳定性的影响因素-以地震为中心 岩土特征 构造作用地震作用新构造运动 重力梯度异常(地球物理异常),区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,(2)区域稳定性评价内容,区域地质构造,断裂活动性,区域重力场和热力场,地震影响评价,预测水库诱发地震,区域构造稳定性与地表地质作用,第一节 地震与区域构造稳定性,区域稳定性分区表,第二节 风化作用,风化作用(weathering):在近地表条件下,坚硬的岩石、矿物在原地发生物理和化学变化,形成松散堆积物的过程。,区域构造
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