龙门山断裂映秀-北川断裂.doc

映秀-北川断裂2008年5月12日14时28分，在龙门山发生了8. 0级特大地震。此次地震不仅在震中区及其附近地区造成灾难性的破坏，而且在四川省和邻近省市大范围造成破坏，其影响更是波及到全国绝大部分地区乃至境外，是新中国建立以来我国大陆发生的破坏性最为严重的地震之一。汶川大地震发震断裂为龙门山断裂带的中央主断裂映秀-北川断裂。1映秀-北川断裂概况1.1地质背景映秀-北川断裂所在的龙门山是青藏高原东缘边界山脉，北起广元，南至天全，长约500 km，宽约30 km，呈北东-南西向展布，北东与大巴山相交，南西被鲜水河断裂相截。龙门山式构造由一系列大致平行的叠瓦状冲断带构成，具典型的逆冲推覆构造特征，具有前展式发育模式，自西向东发育汉川-茂汉断裂、映秀-北川断裂和彭县一灌县断裂。由于该地区地质过程仍处于活动状态，变形显著，露头极好，地貌和水系是青藏高原隆升过程的地质纪录，因此龙门山不仅是研究青藏高原与周边盆地动力学(盆原动力学)的典型地区，而且是验证青藏高原是以地壳加厚还是左行挤出来吸收印亚大陆碰撞后印度大陆向北挤入作用的关键部位，同时也是研究青藏高原东缘活动断层和潜在的地震灾害的关键地区。2映秀-北川断裂特点及影响2.1映秀-北川断裂的断层类型、地表破裂、变形特征及活动方式龙门山映秀-北川断裂属于逆冲一走滑型地震。结果表明映秀-北川断裂的地表破裂带从映秀向北东延伸达180- 190 km，走向介于NE30-50之间，倾向北西，地表平均垂向断距为2.9 m，平均水平断距为3.1 m;地表最大错动量的地点位于北川县擂鼓镇，垂直断错为6.2士0.1 m，水平断错为6.8士0.2 m，逆冲分量与右行走滑分量的比值为3：1-1：1，表明该断裂以逆冲-右行走滑为特点，逆冲运动分量略大于或等于右行走滑运动分量。根据近南北向的分段断裂可将映秀-北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区，其中两个高值区分别位于南段的映秀-虹口一带和中北段的擂鼓-北川县城-邓家坝一带。基于保存于破裂而上的擦痕，我们将该地震破裂过程划分为两个阶段，早期为逆冲作用，晚期为斜向走滑作用。地震发生前，据GPS监测，延此断裂带有6.73mm/a的挤压速率，表明粘滑发震前已有震前蠕滑，蠕滑持续多年后发生了上盘（西北盘）向上错动达3米（最大可达6米）的逆冲兼右旋的粘滑错动和8.0级汶川特大地震。2.2 地表破裂带沿线房屋建筑破坏情况汶川“5.12”大地震的极震区沿北东-南西走向的发震断层分布，呈狭长带状，在长达200 km的地震地表破裂带沿线的城镇在地震的毁坏都比较严重，但离开发震断层向北西和南东两个方向的衰减则比较快.相对于北川县而言，汉川县城及茂县等地由于不在地震地表破裂带上，房屋毁坏情况要轻一些；同样，东侧的都江堰市虽然距震中较近，但由于已离开主地表破裂带6 km左右，而且次级地表破裂带没有延伸到该市，所以破坏也比北川县城轻地震地表破裂带所经过的地区，任何的地质体、地貌单元均不能阻挡，它所穿过的河床、河漫滩、阶地、山坡均被无情地错断从漩口镇向北东一直到北部的南坝附近，在地表可见的长约200 km的破裂带上，沿线的道路错位 、桥梁毁坏，房屋，建筑几乎全部倒塌、毁坏，山体滑坡坡、塌方频发在南坝向北至青川县一带，虽然地表已不见破裂带，但地震断层之上的地表常见地裂缝，沿线建筑物的破坏亦十分严重当然，沿地震断层震灾加重的现象也与沿线的大量地震地质灾害有关。3建筑物的规划选场及结构设计根据汶川地震现场灾害考察，相对于地质意义上的断层而言，位于断层上盘的房屋建筑的破坏比下盘强烈的多，这一特点与地表破裂带主要发育在断层的上盘是一致的，另外也与在地震断层上盘的地震动的强度更大(即上盘效应)有关。尽管如此，即使房屋建在断层的上盘，只要避开地表破裂带，按照适当的抗震设防标准设计、施工，也可以减轻震害。图5是自鹿镇中心学校教学楼，虽然离开垂直高度达2m的地表破裂带的距离不足15 m,但却完好无损，显然，该建筑在设计、施上等环节上足符合抗震要求的。图5在建筑选址方面：1994年美国加州政府修订了“地震断层划定法案”，工程建设必须在活断层两侧各避让15m。中国台湾地区1999年大地震后，台湾营建署在当年初步决定永久性禁、限建设计原则：活断层两盘各15m范围内不得进行大型工程建设。2008年汉川地震以后，张永双等人通过在现场对汉川地震地表破裂影响带的调查结果并借鉴国外经验，对于确认的地震地表破裂带，其上盘的避让宽度下限一般不应低于15m，下盘的避让宽度下限不应低于10m。据此对于模拟结果中下盘安全避让距离小于10m的，需放大到10m作为其安全避让最小距离；上盘安全避让距离小于15m的，需放大到15m作为其安全避让最小距离。在建筑结构及材料选择方面：(1)增大框架柱截面尺寸，加强框架柱抗震构造措施，增大纵筋及其箍筋配筋率，要储备充足的框架柱承载力，严格控制框架柱的轴压比，保证“强节点弱构件”的实现。(2)节点区必须配置箍筋、混凝土浇筑要振捣密实，以加强框架结构整体性。(3)要考虑楼板对梁刚度的加强作用，确保实现“强柱弱梁”的设计目标。(4)钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，宜与柱脱开或采用柔性连接，要选用轻质填充墙，使填