不同覆盖层土性下逆断层场地破裂模型试验分析

发震断裂附近场地破裂及其上建筑物震害分析,是研究活动断层附近岩土体覆盖层厚度、建筑物避让距离及抗断裂措施等最直接、有效的方法。基于大尺寸强震覆盖层土体破裂模型试验平台,对紧邻逆断层的黏性土、砂土覆盖层场地及其含框架结构场地进行试验,分别从土体破裂传播形态、地表位移、土压力变化、加速度监测等方面对比分析,得出结论:(1)框架结构在不同土性覆盖层场地下几乎没改变发震断裂对自由场地土体破裂的传播规律,而受建筑物影响地表主破裂带均出现一定的“迁移”;(2)含框架结构的黏性土覆盖层场地在地表主破裂带处破裂更严重,而含框架结构的砂土覆盖层场地既在地表主破裂带处破裂更严重,也在主破裂带上盘一定距离凹陷严重。与黏性土场地相比,砂土场地对建筑物抗断裂设计更不利。

活动断层避让距离确定的理论基础与应用实例

活动断层避让是活动断层探测走向减灾应用的最后“1公里”,也是地震链生灾害风险源的阻断技术。地震现场考察和实验研究表明,只要离开活动断层迹线一定的有限距离就能够保证建(构)筑物免遭活动断层同震破裂和错动引起的灾难性毁坏。因此,活动断层的避让工作是活动断层探测和准确定位的最终目标之一。从活动断层避让相关定义和术语出发,系统论述不同类型活动断层地震破裂局部化宽度特征、倾滑断层地表破裂/灾害的上盘效应及其同震破裂和错动对建(构)筑物的剪切和撕裂作用控制了毁坏带空间展布等特征,这些特征构成了活动断层避让理论;在此基础上着重讨论了活动断层避让标准的适用范围、活动断层管制区划定依据和范围,建设场址区避让活动断层所需的定位精度要求,活动断层管制区内一般建(构)筑物避让活动断层距离基本值(D0),可以作为近于直立走滑断层和倾滑断层下盘避让的最小距离;倾滑断层中倾角约60°正断层上盘的避让距离为避让距离基本值(D0)的2倍左右,而倾角约为30°的逆断层上盘避让距离为避让距离基本值(D0)的3~4倍;特殊建(构)筑物有别于一般建(构)筑物,它们的安全直接影响到社会安定和国家的兴衰,因此,专门给出了分类避让距离,保证这些建(构)筑物在地震期间不会引发严重的次生灾害;最后简明扼要地介绍了国内外活动断层避让的相关法律法规和避让实例。活动断层避让作为一种科学有效的地震灾害阻断技术,不仅可以有效地解决建(构)筑物的抗断问题:如何避让?避让多少?还可为保障国家经济社会可持续发展和“一带一路”基础设施建设的地震安全提供创新性技术支撑。

活动断层避让相关问题的讨论

2008年汶川地震、2010年玉树地震、2014年鲁甸地震等大量震例研究表明,严重的地震灾害损失和人员伤亡主要源于发震断层的同震地表破裂、近断层的强地面运动和地基失效引起的建(构)筑物倒塌。因此,避让活动断层是有效减轻可能遭遇的地震灾害损失的一项重要措施。但如何避让活动断层和避让多少距离能够保证地面建(构)筑物不受活动断层同震错动引起的直接毁坏,一直是国内外学者争论的焦点科学问题。1)首先基于历史地震地表破裂资料,定量分析了活动断层同震地表破裂的局部化特征、同震地表破裂与建(构)筑物的破坏关系,得出了地震地表破裂带及其直接严重地震灾害带宽度的平均统计值约为30m的认识。2)通过1999年集集地震、2008年汶川地震等地表破裂带宽度资料和地震灾害空间分布关系的分析,指出了倾滑断层具有明显的上盘效应,断层上、下盘地表破裂带或严重地震灾害带宽度之比为2︰1至3︰1。3)基于上述分析获得的最新认识,进一步讨论了避让对象、活动断层定位要求、不同类型活动断层最小避让距离、特殊建(构)筑物避让和"抗断"设计理念等问题。最后,呼吁立法机构加强活动断层避让和活动断层探测的立法工作,规范活动断层上及其邻近地段土地利用规划和基础设施建设过程中合理避让活动断层的行为,防患于未然,提高中国防震减灾的基础能力。

正断层错动诱发单桩破坏及避让距离研究

历次地震实例表明基岩断层错动诱发建筑桩基破坏,针对桩基础的近断层破坏机理认识不足。采用土工离心机试验,研究正断层错动引起上覆砂土中单桩基础的破坏。试验详细量测单桩及土体变形,监测桩身轴力及弯矩随基岩错动量的变化规律。试验数据表明,当错动量为0.4 m时,单桩与桩周土体协同变形,桩顶出现显著位移。随着错动量增加,上覆土体变形集中于破裂带,使得桩顶位移显著减少。该破裂带在基岩和土体的交界面上偏离基岩错动方向,与水平面呈80°方向发展至地表,并在单桩靠近断层上盘一侧地表出露。上覆砂土变形可分为静止区、剪切区和刚体位移区。当单桩位于剪切区附近,桩身受弯变形使得桩顶向上盘一侧倾斜。针对正断层错动,单桩在下盘一侧和上盘一侧离开基岩断层线的安全避让距离分别为15 m和10 m。

活动断层及其避让距离研究综述

综述了活动断层及避让距离的有关进展:(1)对活动断层进行了最新总结,并着重给出了工程上避让距离研究所用的活动断层概念;(2)归纳了世界有关国家活动断层避让的规范和专家的有关研究并进行了评价;(3)对断层地表破裂与避让问题进行了总结,指出符合工程避让的断层精确定位和建立工程分类的避让距离研究是今后应攻关的方向,并提出了供参考的研究结果及想法。

正断层诱发砂土中群桩基础破坏及避让距离研究

地震中发震断层诱发桩基失效,导致上部结构破坏甚至坍塌,相关破坏机制和避让距离缺乏系统研究。通过离心机试验和数值模拟,针对基岩正断层活动诱发上覆砂土中群桩基础的静力破坏展开研究,考察不同群桩断层相对位置下群桩的破坏特征。试验与计算结果均表明,当群桩跨越断层时,正断层活动使群桩向上盘一侧倾斜,并使基桩弯向上盘一侧。基桩桩顶荷载的重分布进一步使基桩形成受拉和受压两种破坏模式。数值参数分析表明,在不同桩位上,群桩的变形响应可划分为5个特征区域。对于埋深为20.0 m的基岩正断层,群桩在上盘和下盘一侧的安全避让距离分别为23.5 m和15.9 m,其中下盘一侧离开断层7.9 m至上盘一侧离开断层4.1 m的区域需要进行重点避让。

骊山山前断裂华清池以西段晚更新世以来的活动性

骊山山前断裂位于骊山北侧,其华清池以西段向渭河盆地延伸,该断裂的几何展布和活动习性是准确认识渭河盆地东部区域地震构造及地震安全性评价的重要依据。跨断裂推测位置布设高密度电法、人工浅层地震及联合钻孔剖面并通过探槽开挖等多种手段进行探测,所得结果显示,华清池以西段的走向由其西段的近EW向变为N60°W,断裂由2支次级正断层构成,倾向NE,倾角约75°。其中,南支次级断层自晚更新世以来没有明显的活动证据,北支次级断层最新活动时代为全新世。人工浅层地震探测揭示断裂附近的地层产状整体倾向S,推测与骊山断块自新生代以来向S掀斜运动有关;联合钻探剖面揭示北支断层自中更新世晚期以来古土壤层S2断错位移量约10m;晚更新世早期以来古土壤层S1垂直错距最大约7.8m。探槽剖面揭示西延段断裂自马兰黄土沉积((32170±530)Cal a BP)以来至少发生过3次古地震事件,并造成马兰黄土最大总错距约3.0m。其中,断裂最新一次活动使全新世早期的黄土层L0((8630±20)Cal a BP)产生了约0.9m的垂直错距,并在全新统黑垆土地层S0((4390±20)Cal a BP)中形成了明显的张裂缝。最终分析得到骊山山前断裂西延段全新世((8630±20)Cal a BP)以来的垂直活动速率为0.11~0.19mm/a,推测单次事件产生的垂直位错量约0.9m。

西昌市强震断裂避让调查研究

本文详细整理国内外关于强震发震断裂地表破裂避让的有关研究成果,结合对汶川大地震现场的考察,提出在编制城市防震减灾规划中考虑断层避让的工作原则和框架。包括应避让的活动断裂定义,避让的条件,避让范围,并应用于编制西昌市防震减灾规划。

城市隐伏活动断层避让典型案例分析——以新沂市郯庐断裂带沿线某场地为例

随着城市化进程的加快,如何减小城市隐伏活动断层所引发的地震及其链生灾害的损失,是未来城市公共安全体系建设所必须面对的议题。文中以新沂市郯庐断裂带安丘-莒县断裂沿线某场地为试验区,在城市活动断层项目目标区1︰1万条带状活动断层分布图成果的基础之上,借鉴即将颁布的国标《活动断裂避让距离》中对隐伏断层精确定位的技术要求,实施了间距不大于50m的浅层地震勘探测线和典型钻孔联合地质剖面探测,获得了场地内隐伏活动断层的地表迹线、断层倾向以及上断点埋深等信息。精确定位活动断层的平面位置与1︰1万条带状分布图平面距离差异约为200m,探测结果精准确定了场地内活动断层的平面展布,满足场地开发所需的精度。基于精确定位的活动断层地表迹线,遵照即将颁布的国标《活动断层避让距离》的相关规则,既科学确定场地内活动断层的避让距离,又释放了城市紧缺土地资源,达到既科学避让潜在危险的城市隐伏活动断层,又充分利用土地的目的。

断层同震错动行为离心机模拟研究中的边界条件处理方法探索

采用离心机物理试验模拟方法研究认识当地震发生时第四纪地层中断层同震错动行为特征的工作中,若采用单一简化的边界条件难以取得合理可信的结果.本文首次采用了对比约束最大(刚性边界)和约束最小(随动边界)两种边界约束试验的方法,来控制性认识应当介于这两种情况之间的自然界中不同边界约束情况下的有关问题.试验取得了合理且与野外地震现场情况基本相符的试验结果,明确给出了建设工程安全避让距离.这项工作不但进行了对边界条件处理的基础科研方法探索而且对工程建设防震减灾有实际应用意义,相关研究成果已经应用于《中华人民共和国国家标准GB 50011—2010,建筑抗震设计规范》.如果这种方法用于数值模拟研究同类问题中也可行的话,将可以从新的角度来考虑数值模拟工作中的边界约束条件难以处理的问题.

隐伏活动正断层地区地下建筑的避让问题:以渭河断裂咸阳段为例

活断层对城市建设的影响长期以来受到科研人员与城市建设者的重视。活断层避让距离的确定直接影响活动断裂地区建筑物的选址。伴随着中国地下空间开发进入快速发展阶段,活动断裂地区的地下建筑选址问题应运而生。以隐伏活动正断层为例,综合考虑地下建筑震害影响、隐伏活动正断层地区地质背景、断裂活动性以及发震破坏特征,对活断层地区地下建筑的避让问题开展研究。研究表明:地下建筑受活断层发震的影响比地面建筑小,但断裂发震的影响依然需要重视;隐伏正断层破坏范围受多方面的影响因素控制,地下建筑避让距离的划定需以断层变形带的边界为起点进行;结合渭河断裂咸阳段的地质背景与断裂活动特点,确定断层上、下盘的避让距离分别为30m和15m,得出渭河断裂咸阳段地下30m以浅限建带的宽度为140m。

逆断层地表变形及避让距离的离心模型试验研究

断层同震错动引起的地表变形破坏是工程场地评价中的难点之一,如何合理避开同震地表破裂带是工程选址必须解决的问题,关键在于能否准确预测发震断层错动过程中的地表变形演化特征。基于土工离心模型试验过程中获取的高精度地表监测数据,定量分析给出了断层面倾角为60°且厚度约为40 m的上覆砂土在不同基岩位错下的地表变形和坡度变化规律,并将地表变形划分为稳定区、倾斜变形区和严重变形区。最后,结合中国的危房鉴定标准,进一步分析给出了逆断层在位错量、震级和土层厚度影响下的地表避让距离关系式,进而建立了实用的逆断层地表避让预测方法。有关成果使得解决强震地表变形这一复杂问题成为可能,对进一步认识和研究逆断层错动引起的地表变形及相关规范的修订具有一定的理论和实际意义。

紧邻倾滑型强震地表破裂带场地的地震动分析

强震地表破裂对破裂带附近的建筑物造成巨大的破坏,如何在工程建设的场址选择中避开活断层是工程地质界和岩土工程抗震设计者关心的问题。利用汶川、玉树及数次强震断裂现场科考资料,基于破裂主要特征、模式、机理等构建了典型的倾滑型活动断层附近地质力学模型及工况,考虑贯通地表的基岩位错和强震动效应,结果表明:①在脉冲型地震动输入下,上盘均有明显的上盘效应,上盘效应外一定距离内有明显的“减震”作用;②对于具有速度脉冲的波,在0.2 g、0.4 g地震动输入时,A max在上盘20 m范围内显著增大,下盘10 m范围内增大;③对于速度脉冲更明显的波,在0.2 g地震动输入时,A max在上盘40 m范围内显著增大;在0.4 g地震动输入时,A max在上盘30 m范围内显著增大在下盘10~20 m范围内增大;④应用地表地震动的参数合理分析确定了避让距离的数值,给出了一定解释。

正确认识社会主义发展历史进程中的差距与失误

社会主义发展历史进程中,社会主义国家同发达资本主义国家之间存在差距有其历史原因和客观原因,社会主义发展历史进程中出现挫折和失误是内因和外因作用的结果,社会主义取代资本主义经历漫长曲折的发展过程,是现阶段社会主义生产力水平落后决定的,符合新事物发展的规律。