气体地球化学方法在岩土工程中的应用

断裂构造的勘察和评价是岩土工程的重要工作之一。断层气体地球化学方法可以用于断裂构造的勘察和评价 ,主要用于 :确定断层的位置、规模和产状 ;定性分析断层的活动性 ;研究断层的切割深度或断层性质 ;场地地震危险性评价、地震烈度的标定和地震区划。     

发震断层对微、宏观震中偏离的影响分析:以新疆地区为例

大量震例表明通常情况下地震的微、宏观震中有很大的偏离,如何在震后快速正确估计微、宏观震中偏离的程度,是目前迫切需要解决的重要问题。以新疆地区为例,详细研究了新疆地区M s≥6.5级的历史地震微、宏观震中偏离与发震构造的空间分布关系。新疆地区主要的发震断层类型包括逆断层、逆冲走滑断层及走滑断层3种。针对不同的发震断层类型初步提出了根据发震构造快速估计6.5级以上强震微、宏观震中偏离的模型和方法。微、宏观震中偏离的理想方向取决于破裂的性质(如单侧破裂、双侧破裂),很难确定理想宏观震中在发震断层的确切位置,具有一定的随机性,但是地震微、宏观震中的偏离方向与新疆整体构造应力方向具有一致性,宏观震中位置一般位于发震断层上或其附近,在实际应用过程中可以认为宏观震中就在断层上。     

孕震构造块体与相应地震区划分方法

可靠地划分地震区可奠定地震预测与地震危险性评价的地质基础,具有十分重要的意义。笔者等通过研究分析指出板内孕震构造块体侧向边界可由区域性大断层或由区域性大断层与板块边界界定,底边界为康拉德面或低速高导层;板间孕震构造块体为俯冲板块,可由区域性大断层和（或）板块边界约束;在同一个孕震构造块体和同一轮地震周期的地震具有内在联系。因此,地震区可定义为代表相应孕震构造块体地震活动的区域,其可表征该块体内源自锁固段破裂的地震活动。基于笔者等提出的孕震构造块体和相应地震区边界确定原则,把全球两大地震带（环太平洋地震带和欧亚地震带）划分为62个地震区;每个地震区的分区方案均通过了多锁固段脆性破裂理论的检验,这说明方案可靠。进而,笔者等归纳总结了地震区划分方法。     

孕震构造块体与相应地震区划分方法

可靠地划分地震区可奠定地震预测与地震危险性评价的地质基础,具有十分重要的意义。笔者等通过研究分析指出板内孕震构造块体侧向边界可由区域性大断层或由区域性大断层与板块边界界定,底边界为康拉德面或低速高导层;板间孕震构造块体为俯冲板块,可由区域性大断层和(或)板块边界约束;在同一个孕震构造块体和同一轮地震周期的地震具有内在联系。因此,地震区可定义为代表相应孕震构造块体地震活动的区域,其可表征该块体内源自锁固段破裂的地震活动。基于笔者等提出的孕震构造块体和相应地震区边界确定原则,把全球两大地震带(环太平洋地震带和欧亚地震带)划分为62个地震区;每个地震区的分区方案均通过了多锁固段脆性破裂理论的检验,这说明方案可靠。进而,笔者等归纳总结了地震区划分方法。     

汶川大震的科学思考

在野外地震地质科学考察的基础上,围绕汶川地震发震断层的特征、发震机制、地表破裂带的分段性与分带性、南北构造带地震危险性、地震地质灾害的多发性及链生性、工程建（构）筑物的破坏特征与安全性、地震烈度区划问题及极端自然灾害的预测与应对等进行了分析和讨论,并就有关问题提出了一些新的思考。结果表明,低速滑动断层、晚更新世断层或中央活动断裂也可以发生强震;汶川地震同时具有深部构造的控震作用;地表破裂沿走向可分为映秀—安县段、北川—关口段及青川段;地表破裂可分为主破裂、牵动破裂与感应破裂3种类型;青川段的深部破裂与浅部破裂没有几何上的连续关系或继承关系;贺兰—川滇南北构造带是中国大陆强震多发带,尤其是其北段的六盘山—天水—武都—青川一带未来的强震危险性不容忽视;汶川地震地质灾害具有灾害类型多、成因机理复杂、灾害链长、规模大、范围广、灾害程度深、危害对象广、持续时间长等特点;高烈度区和活断层沿线的地质灾害危险性区划与预测评价对防灾减灾极为重要;活动断裂沿线应注意破裂影响带宽度与建筑物安全避让距离;应对地震等极端自然灾害,应以预防为主,综合减灾;地震烈度区划应同时考虑活动断层的复发周期、地震的离逝时间乃至地形地貌条件;重大工程应提高设防烈度;应当加强极端自然灾害预测评估,完善应对对策和提高应对水平。     

1996年4月21日水口库区4.1级地震

一、地震基本参数表1　地震基本参数表发震时间年月日时分秒震　中　位　置微　观宏　观东经北纬东经北纬参考地名震级(ＭＬ)震源深度(Ｋｍ)震中烈度　地震类型　199604211341391118°40′26°22′118°41′26°22′闽清湾口417Ⅴ水库诱发地震　　现场调查所确定的宏观震中位于闽清湾口前洋村附近(见图22-1),与微观震中基本吻合,仅有2公里的误差。二、地震烈度分布自1993年3月底水口水库开始蓄水,5月份起就有诱发地震发生,后逐渐频繁,且震级加大。本次41级地震是震级最高的一次地震。经过现场考察,绘制出地震烈度分布图(图22-1)。图22-1　水…     

公元600年秦陇地震发震构造分析及考证研究

据史料记载,公元600年秦陇地区发生了一次大地震。关于此次地震的震中位置、震级、震中烈度和发震构造长期存在争议。根据在陇县固关一带发现的地震崩塌体,同时结合史料考证、卫星影像判读、野外调查、探槽开挖、年龄测试等手段,研究认为:公元600年秦陇地震的发震构造为六盘山东麓断裂南段固关段;秦陇地震震中在陇县固关镇一带,震级为6$ {}^{3}\!\!\diagup\!\!{}_{4}\; $级,震中烈度为Ⅸ度。该地震的研究对于六盘山地区地震危险性评估和青藏块体北东向扩展的动力学过程理解有重要意义。      

1995年2月25日晋江海外5.3级地震

一、地震基本参数表1　地震基本参数表发震时间年月日时分秒震　中　位　置微　观宏　观东经北纬东经北纬参考地名震级(ＭＳ)震源深度(Ｋｍ)震中烈度　地震类型　19950225111508118°42′24°22′晋江海外5310Ⅵ主余震型　　本次地震的宏观震中,未作推断,从图面的合理性考虑,应在微观震中的北偏西10余公里处。二、地震烈度分布由于震中位于海域,离震中最近的金井围头也有20公里左右。在所有的现场调查点中,最高烈度值只有Ⅴ度,故仅勾划出一条Ⅴ度等震线(图21-1)。图21-1　1995年2月25日晋江海外地震等震线图Ⅴ度区:Ⅴ度等震线在惠安的辋川、…     

基于BP神经网络的九寨沟地区地震滑坡危险性预测研究

BP神经网络因具有良好的精度和拟合能力,被广泛地运用在区域性滑坡危险性预测中。本文建立了基于BP神经网络的地震滑坡危险性评价模型并应用于四川九寨沟地区,以2017年8月8日的九寨沟M_S7.0地震引发的4834个历史滑坡为例,将其随机划分为70%的训练样本集用于九寨沟地区地震滑坡危险性预测,以及30%的验证样本集对预测结果的精度进行评估。选取高程、坡度、坡向、平行发震断层距离、垂直发震断层距离、震中距离、距道路距离、地面峰值加速度(PGA)以及岩性共9个影响因子,分析发震断层对地震滑坡的控制作用,并总结九寨沟地区地震滑坡空间分布规律特征,其中发震断层、岩性和坡度对九寨沟地区地震滑坡分布产生重要影响。利用模型得到九寨沟地震滑坡危险性预测图,结果显示73.19%的滑坡位于极高和高危险区域,与实际地震滑坡分布基本相符。通过30%的验证样本集来绘制预测成功率曲线,结果表明模型预测成功率(AUC值)为0.90,证实了BP神经网络在九寨沟地区地震滑坡危险性预测中具有良好的精度和拟合能力,评价结果为后续地震滑坡灾害预测和防震减灾工作提供了科学的参考。     

四川盆地南部地震区发震构造及其新构造背景

近10年以来,在四川盆地南部的川黔滇交界地区发生了一系列中、强地震,其发震机理引起了广泛的关注和讨论。本文基于历史地震震中分布和区域活动断裂构造编图,发现四川盆地南部地震主要集中在4个地震亚区,分别为马边—永善、鲁甸、长宁和自贡—荣昌等地震亚区,华蓥山断裂带西南段是其中一条重要的地震构造边界带。通过综合分析主、余震分布特征、震源深度和震源机制解等资料,认为该地震区存在2类发震断层,其中马边—永善、鲁甸、长宁地震亚区以基底断层走滑型或走滑逆冲型地震为主,而自贡—荣昌亚区则以浅层滑脱断层逆冲型地震为主。区域挤压应力方向从WNW ESE向至ENE WSW向。双震型地震频发,一次走滑地震往往会触发一组共轭基底断层的同时活动。这些地震构造特征表明它们不同于盆地西缘的龙门山—岷山逆冲走滑型地震构造带,也不同于鲜水河—安宁河—小江走滑型地震构造带,属于一个新生的克拉通地震构造区,因西南扬子地块遭受青藏高原的向东推挤和压迫,构造应力通过“大凉山地块”传递并作用到四川盆地南部,导致扬子地块的断块型结构及其基底断层的逆冲走滑活动,进而主导了该地区的一系列中、强地震的破裂事件。     

1968年4月1日华安5.2级地震

一、地震基本参数表1　地震基本参数表发震时间年月日时分秒震　中　位　置微　观宏　观东经北纬东经北纬参考地名震级(ＭＳ)震源深度(Ｋｍ)震中烈度　地震类型　196804011705051181°247°117°32′24°54′华安新圩52Ⅵ+主余震型　　宏观震中是取Ⅵ度等震线的中心位置,位于华安县新圩南,与微观震中有较大偏离,微观震中在同安县城西南,两者之间相距约60公里。二、地震烈度分布本次地震发生于我省地震队伍成立之前的1968年,现场调查工作在三年之后才补充进行。由于极震区的烈度达Ⅵ度强,民房遭受一定程度的损坏,故震中及Ⅵ、Ⅴ度等震级的确…     

某水库诱发地震的危险性预测

在某工程的区域稳定性研究和水库区工程地质调查的基础上,综合分析了水库的区域地震地质条件。依据实际存在的诱发地震条件组合,对该水库诱发地震的环境进行了分区评价。重点研究了水库区地质背景、水库诱发地震的关键因素及水库诱发地震的潜在危险性预测等方面。研究表明水库在运行过程中有发生裂隙断块岩体型或裂隙喀斯特岩体型诱发地震的可能性,但诱发地震强度仅为微震或弱震,其基本烈度不会超过历史构造地震对区内的影响。     

1999年8月5日惠安海外4.8级地震

一、地震基本参数表1　地震基本参数表发震时间年月日时分秒震　中　位　置微　观宏　观东经北纬东经北纬参考地名震级(ＭＳ)震源深度(Ｋｍ)震中烈度　地震类型　9985200707119°18′24°49′惠安海外4811Ⅴ主余震型　　地震发生于海域,离震中最近的惠安小山乍,距离约36公里。故宏观震中无考,震中烈度亦为推测的。二、地震烈度分布本次地震的现场调查工作,由莆田市、泉州市、南安市及惠安县等地震局(办)分开进行,各自提交有关调查报告。经过汇总及电话核查,给出本次地震的烈度分布图(图25-1)。其中Ⅳ度区是根据现场考察确定的,Ⅲ度线则是采…     

青藏高原东缘1933年叠溪Ms7.5级地震发震构造再研究

青藏高原东缘1933年叠溪75级地震的发震构造至今仍然难以琢磨,前人或将其归因于NW向松坪沟断裂的左旋走滑活动、或南北向岷江断裂左旋走滑活动,但地表同震破裂、地震地质、地震等烈度图等调查和研究结果都不支持这种走滑型断层的地震成因。本文基于叠溪地震区构造地貌和湖相地层断层调查,结合古地震和历史地震的研究结果,提出了与2013年四川芦山Ms 70级地震类似的发震构造模型,即隐伏断坡型逆冲断层发震构造模型,认为在叠溪震区10~15km深部隐伏一条西倾的逆冲断坡,其向东逆冲作用导致了叠溪地区频繁的地震活动。这个发震模型有待深部地球物理测深资料和地表大地测量资料的验证。     

1994年5月24日永安小陶4.5级地震

一、地震基本参数表1　地震基本参数表发震时间年月日时分秒震　中　位　置微　观宏　观东经北纬东经北纬参考地名震级(ＭＬ)震源深度(Ｋｍ)震中烈度　地震类型　199405241917381172°256°1171°256°永安小陶4514Ⅴ震群型　　宏观震中位于微观震中的西偏北约9公里处连城县赖源乡的李八坑与东坑垅之间。二、地震烈度分布宏观调查主要在Ⅴ度及Ⅳ度两区内进行,Ⅲ度等震线仅靠电话了解确定,图18-1为本次地震的等震线图。图18-1　1994年5月24日永安小陶地震等震线图Ⅴ度区:本次地震极震区。Ⅴ度等震线经过永安市小陶的小吴地、北山、坚村、美坂…     

可控源音频大地电磁法在岷县白龙江输水隧洞断裂勘察中的应用

白龙江引水工程为一大型跨流域调水工程,水源位于白龙江迭部县代古寺至舟曲县憨班乡河段,终点为庆阳市西峰区。规划引水线路途径岷县申都乡,为了解该规划段工程地质条件,特在此开展了可控源音频大地电磁测深（CSAMT）工作,以期查明该路段地下水富水构造带分布、围岩的完整性以及穿越地下水储水构造带的分布位置等隧洞工程地质问题。结果表明,岷县申都地区地层含水较丰富,引水隧洞围岩等级相对较低,断裂、岩溶发育,岩石较破碎、软弱,应在施工中采取相应措施。     

1988年10月31日福清4.0级地震

一、地震基本参数表1　地震基本参数表发震时间年月日时分秒震　中　位　置微　观宏　观东经北纬东经北纬参考地名震级(ＭＬ)震源深度(Ｋｍ)震中烈度　地震类型　198810310612119°29′25°39′1194°257°福清县城西南409Ⅴ孤立型　　微观震中与宏观震中基本吻合,如图1所示,仅有4公里左右的偏离。二、地震烈度分布图12-1为根据现场调查所勾划出的地震等震线图。划分出Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ三个烈度区。图12-1　1988年10月31日福建福清地震等震线图Ⅴ度区:为极震区。Ⅴ度等震线经过福清的龙溪,宏路,油圹,安民,柏渡等地,呈长轴北北东向的椭圆形,长轴长…     

台湾海峡7.3级地震灾害评估

一、前　　言1994年9月16日台湾海峡73级地震的发生,给福建南部及广东东部沿海地区的民房造成破坏,带来巨大的经济损失。因之,我们在地震烈度调查的基础上,依据《震害调查及地震损失评定工作指南》和《震害评估细则》的有关规定,在现场进行震灾损失的评定工作(福建部分)。二、地震基本参数和烈度分布1地震基本参数发震时间:1994年9月16日14时20分震中位置:北纬226度,东经1187度震级:73级2地震烈度分布震中位于远离陆地的海中,Ⅵ度以下的等震线在沿海呈北东向近平行展布。Ⅵ度区包括漳州市的芗城区、东山县的全部及诏安、云霄、漳浦、龙海四…     

基于原地应力实测数据探讨华北典型强震区断裂活动危险性及其对雄安新区的影响

华北地区距雄安新区300 km范围内包括唐山、邢台和张北三个典型强震区,近50年来,先后发生1966年邢台7.2级、1976年唐山7.8级和1998年张北6.2级强震活动,未来仍具发生破坏性地震的风险。在现今构造应力环境下,3个典型强震区内断裂活动危险性如何、再次发生中强地震对雄安新区地面稳定性有怎样的影响,这些都是要回答的问题。对此,本文首先基于唐山、邢台和张北强震区关键构造部位深孔水压致裂地应力测量数据,依据Byerlee断层滑动失稳摩擦准则,计算各强震区内潜在发震断层的临界失稳状态,探讨断裂活动危险性;之后依据中华人民共和国第五代《中国地震动参数区划图》之《中国大陆及邻区潜在震源区划分图》,厘定雄安新区外围300 km范围内主要潜在震源区和震级上限;最后选取适宜的地震烈度衰减模型,定量计算主要潜在震源区未来发生震级上限地震时对雄安新区地震烈度的影响,进而为雄安新区及重大工程抗震设防提供科学参考。结果表明：(1)唐山、邢台和张北强震区内主要潜在震源区未来发生震级上限地震产生的地震烈度衰减至雄安新区时均位于Ⅳ~Ⅶ度;(2)北京通州及邻区发生8.0级地震、涞水—高碑店沿线发生6.5级地震会在雄安新区产生Ⅶ度地震烈度,震害较轻;(3)其他潜在震源区在雄安新区产生的地震烈度均小于V度,并不会产生显著震害效应。鉴于此,雄安新区抗震设防烈度建议由原Ⅶ度调至Ⅷ度为宜。     

水利水电工程建设用地地质灾害危险性评估中的若干技术问题探讨

本文针对水利水电工程建设用地地质灾害危险性评估中包含工程枢纽多、涉及范围广、评价内容复杂的特点，结合具体工程实例，分别就评估级别、评估范围、评估区划分及目前地质灾害危险性评估中所不包含的灾种，如水库诱发地震、地下洞室突泥突水等不良地质是否应包含在地灾评估中等技术问题进行了评述。