第七章 区域稳定评价方法

第七章区域稳定性工程地质评价与区划区域稳定性评价的基本原则区域稳定性问题评价的基本原则及主要内容通常包括如下方面： ’分析工程建设区的区域地质构造格架、地球物理环境与地壳深部结构特征、新构造运动的基本形式及区域地震活动的一般规律。根据地质研究和测试分析资料，评价区域及拟建场地附近断裂活动特征。重点在于分析评价最新活动形式与休止年代、历史平均滑动速率、活动周期及最大的发震强度等与断层近期活动历史有关的基本问题。根据最终确定的模式，分析由地球动力学机制所决定的活动带和稳定区的发育分布情况，为拟建工程选择最优场地。分析确定已选场地附近发震断层的分布及潜在的强震震源区，并根据地震烈度衰减规律及潜在的震中距确定场地的基本烈度，应用概率分析方法确定场地的地振动参数。如果是水工建筑物，需对水库诱发地震问题作出评价。区域稳定性评价的研究途径和技术方法自二十世纪八十年代以来，随着区域稳定性研究经验的积累和科学技术的不断进步，在研究途径和方法方面也经历了一个不断发展的过程。已取得两方面显著进展。一是研究工作已从传统的“现象描述一定性评价”的向“机制研究一定量评价”的方向发展。二是新技术、新方法的应用，不仅提高了研究工作的效率和精度，而且还使人们对客体的研究既能从更宏观的方面纵观全貌、掌握区域规律，又能从更微观、更理性的方面去揭示事物的本质，从而显著提高了对客体的研究深度。(1)分区、分级指标评价法早期的研究是以条件和现象的观察描述为基础，通过地质分析得出一些定性评价的结论，为工程的规划和设计提供依据，可称之为“现象描述一定性评价”研究阶段。之后，一些研究者在总结已有经验和深入分析影响区域地壳稳定性各项因素的基础上，提出了一种以一定的理论概念为指导，以多项指标的综合判别为手段，通过多级区划和编制相应图件来实现区域稳定性的半定量评价的分区、分级指标评价途径(表)。稳定性分区、分级评价指标稳定性分级稳定次稳定不稳定地壳结构完整性较好深断裂发育，但间距较大。深断裂极发育，整体性较差。活断层活动时代无第四纪断层发育第四纪断层晚更新世断裂发育地壳抬升速率C）<2.0mm/y2.0〜0.4mm/y>4.0mm/y最大主应力a1与深断裂走向的空间夹角0°〜10°，>50°11°〜18°28°〜50°重力场与重力均衡补偿较均匀梯度带0.5〜2.0mgal/km梯度带>2.0mgal/km现代地震活动M<55WM<66WM场地适宜性评价良好适宜建筑，但需作抗震设计。不适宜⑵模式机制研究-定量评价法近年来的研究实践表明，对于任何一个地区，由各种现象及由其所反映的活动带和稳定区，绝不是偶然的或杂乱无章的。它们受区域地壳运动方式和特点所制约，通常总是按照一定的模式，结合成特定的总体形变图像，客观地反映出现今区域应力一形变场的本质特征。因此，区域稳定性分析评价的有效途径应是，在分析区域资料及对重点地区各种新构造运动现象（包括新断裂、活断层、地震及地应力等）的深入调察研究和测试的基础上，正确地抽象出研究区由特定地壳运动方式所决定的应力一形变场发育的基本模式，然后通过物理模拟和数值模拟研究，深化对作用机制和区域规律的理解，取得定量关系和数据，进而采用现代的理论和方法（例如概率分析方法），对区内不同地段的构造稳定性进行定量评价。这一研究评价思想认为，现象调查在于了解事物的各个侧面，模式机制研究有助于正确掌握总体规律、揭示事物的本质。这一研究途径和方法的应用，不仅可使区域稳定研究工作向科学化、定量化方向前进一步，而且还能从本质上揭示活动带和稳定区的空间分布以及发展演化的机制和规律，为区域稳定性定量评价奠定的理论基础。新技术、新方法的开发和应用，使得“模式机制研究一定量评价”的研究方法逐步趋于成熟。这一研究途径的基本要点在于：按构造、地貌、地震活动与深部特征的一致性确定区域地壳断块结构；采用地质调查与测试分析相结合的方法，研究区域及场地附近断裂新活动性，分析活断层类型、发育分布及动力学特征；建立地质概念模型，进一步转化为力学-数学模型；有限元数值分析：区域应力-形变场现今特征的线弹性分析；区域应力-形变场发展演化趋势的流变分析。根据数值分析获得的主应力、最大剪应力及应变能密度分布图等成果，确定地壳应力集中部位，划分稳定区和活动带；建立区内各地段应力、应变指标的定量关系，确定潜在震源区及震级上限。

进一步按区域烈度衰减率的统计成果，计算拟建场地的基本烈度，然后运用概率方法分析场地的地震效应及动参数。区域稳定性研究工作虽已取得较大进展，但总体上的研究程度还较低，特别是活断层的研究，除少数较深入外，多数仍处于初级研究状态，尚不足以作为区域稳定性评