[会议]《岩土工程1000问》一书限期征稿!!! [复制链接]

   岩土工程勘察100问 BW1O1zIh\  
  1目前我国使用的工程勘察钻机主要有哪几种？ V!4E(sX  
（1）.人力钻 ttOsL')|  
目前常用的人力钻具有小口径麻花钻（或提土钻）、小口径勺形钻以及洛阳铲等简易钻探工具，主要用于浅部土层的勘探以及地下文物、洞穴的勘探。
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（2）.轻便机动钻机 =
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其代表型号为世纪年代后期投入使用的钻机。其特点是用 7X"cu6%\  
落地式转盘驱动钻具回转，钻具升降方便，接卸钻杆次数少，特别适用于土层钻探。 '1IH^<b  
（3）.半液压和全液压钻机 Q0A1N[  
为了进一步提高钻探的机械化程度和效率，自20世纪70年代开始研制出的新型钻机，一类是机械传动，液压操纵的半液压钻机，如地矿系统的G系列钻机，建工系统的 JK-1钻机，机械系统的YYD-50钻机；另一类是液压传动、液压操纵的全液压钻机，如YZ-1（100）、ZK-50钻机。 ZH*?~ #  
（4）.代用岩芯钻机 'McVaPav  
代用岩芯钻机是地矿部门用于资源勘探的钻机，如XJ-100、DPP-100等型号。主要用于解决基岩深孔钻进问题，对土层勘探、取样、原位观试功能尚有欠缺。 上述几种钻机中的规格与性能如表5-2所示。 o qTh )  

2岩土参数可分为哪两类？ [ CY=  
答 ：一类是评价指标，用于评价岩土的性状，作为划分地层、鉴定类别的依据；另一类是计算指标，用以设计岩土工程，预测岩土体在荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测。工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。可靠性是指参数能正确反映岩土体的基本特性，能够较准确地估计岩土参数所在区间。适用性是指参数能满足岩土工程设计的假定条件和计算精度要求。在对岩土工程评价时应对所选参数的可靠性和适用性进行分析，并在此基岩土参数的可靠与否主要取决于两方面的因素：一是岩土结构受扰动的程度； N~_gT Jr~P  
二是试验方法和取值标准。岩土试样从地层中取出到实验室进行再制样的过程中，土样原来的应力状态及结构均不同程度地受到了扰动。不同的取样方法，所取土样的质量等级不同，对土的扰动程度亦不相同。例如，对于淤泥质黏土采用厚壁取土器锤击法较采用薄壁取土器压入法取样，无侧限抗压强``度可降低35%~40%。此外，在实验室制试样过程中，对土样亦有不同程度的扰动。 [Pl$=[+  

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　　深基坑支护工程是一种特殊的工程构筑物，它具有复杂性、可变性和临时性的特点。无论采用何种支护结构，对支护结构的强度、嵌入深度、支护受力及构造都必须进行设计和详细计算，一定要做到结构可靠、经济合理、确保安全。支护结构包括挡墙和支撑（土锚）两部分。支护形式分为加固型支护和支挡型支护两大类。 V3S`8VI  
　　㈠、支挡型支护：   `Bx CTwc  
　　支挡型支护目前常用的有钢板桩支护、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙支护、带有内支撑桩排支护等几种型式，而这些支护系统中，往往辅以止水防渗、支撑拉锚、降水排水、挖土卸载等技术措施，使支护方案达到最优效果。 　　基坑实际开挖深度如在7米以内，应首选悬臂支挡型式。桩长根据地质情况正确进行土压力计算后，确定深入坑底深度，并辅以搅拌桩止水，在坑顶处沿基坑排桩顶部设置压顶梁锁口，以加强桩排和围护结构的整体性和刚度，增加桩身的抗弯强度。 ;NEHbLH#F  
　　1、钢板桩支护： G9]GK+@&F  
　　钢板桩支护由于施工速度快，可重复使用，我市有比较成熟的施工经验，适用于5~10米的基坑。拉森式（U）型有一定挡水作用，还可采用I56型工字钢，间距80~100cm，长14米，中间加设挡板，上部采用I36封闭，并铺以角撑或拉锚，外部用φ600，长14米搅拌桩阻水，基坑内采用井点或管井式降水。 3UEh%Ho  
　　2、钻孔灌注桩挡墙：  zcc]5>  
　　常用者φ500~1000mm，计算确定，做成排桩挡墙，顶部浇筑砼圈梁，它具有刚度较大、抗弯能力强、变形相对较小，已有7~8米悬臂者，经济效益好，桩之间留有100~200mm的间隙，挡水效果差，可与深层搅拌水泥桩组合使用。钻孔灌注桩用做支护桩时，按钢筋砼正截面受弯构件计算配筋。　　                                                                                                                                                                                                                                                          3、地下连续墙： 　　地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一，常用厚度为600~800mm。地下连续墙集挡土、截水、防渗和承力于一体。是一种很有前途的基坑支护方式，但需专用机具设备，机械化程度高，造价比较高，它的采用宜与内衬层结合后做为结构物外墙使用，从而降低支护结构的成本。  ay2.CBF  
 　　㈡、加固型支护：    　　加固型支护多采用深层水泥搅拌桩，既可挡土又可形成隔水帷幕，目前已用于8米深的基坑，它特别适用于软土地基。深层搅拌水泥土桩挡墙，按重力式挡土墙设计，要验算基坑滑动稳定性、抗倾覆稳定性和墙身应力等。 kS5_&#   :v+39  
　　挡土墙宽度和插入深度应根据地质资料，通过计算基坑侧壁土压力作用下保持平衡，并应满足抗倾覆、抗隆起、抗滑移和基坑整体稳定性而确定。对于8m以内的基坑可采用4~6排φ600深14米水泥搅拌桩，排列一起互相搭接、重叠10~15cm具有较大厚度的重力式挡土墙。为了克服搅拌桩抗弯刚度小的弱点，可在桩内插筋，以提高桩体的抗弯、抗剪性能和整体刚度。水泥搅拌桩水泥参量一般为15%左右。水泥搅拌桩具有施工工期较短，它既可挡土亦可防水，而且造价低廉。   H"sey +-  

#F kdcY  
　　综上所述，支护结构的选型，涉及技术因素和经济因素，要从满足施工要求，减少对周围的不利影响，施工方便，工期短，经济效益好等方面考虑。做到“可靠可行，安全经济”。经过技术经济比较后加以确定，而且支护结构选型要与地下水位降低、挖土方案等配套研究确定，并应搞好施工过程中的监测工作，做到万无一失。 EJZ2V>\_-0  

必须顶《1000问》，把家底拿出来也要顶！ Rh%x5RFFc  
国外地裂缝研究现状?[ Y?Xs Z  
  答：与世界上其它国家相比，美国是地裂缝研究开展得较为广泛、深入的国家，它对地裂缝的系统研究始于上世纪50年代，至今已经对地裂缝的成因模式获得了综合性的认识。目前，美国的地裂缝研究主要集中在位于其国土西南部新构造活动比较活跃、地下水长期超采并导致的显著的地面沉降的构造盆地和构造谷地范围(亚利桑那、加利福尼亚、得克萨斯、内华达及新墨西哥等州)。因此，对地裂缝成因的认识就形成了以下三种不同的观点: 构造成因观、地下水开采成因观、综合成因观。 3ILEc:<
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构造成因观点最早由Leonard(1929)提出。他从地震角度分析了1927年9月12日出现于亚利桑纳州Picacho城附近的地裂缝及相距13km的EiTiro Mine地面异常破裂的成因。认为是1927年9月11日发生于亚利桑纳州东南部Tucso 城附近的地震活动导致了岩层破裂，并使已具破裂面的岩层重新复活。之后有些学者，如Savage ( 1966)、Kreitler(1977)、Fleischer (1982)、Wyatt (1982)、Roquemore(1982)、Lippincott (1985) 及Holdahl (1986) 等对亚利桑纳、加利福尼亚、德克萨斯等州地裂缝的研究也坚持构造成因观点。然而他们对成因机制的解释却不尽相同，多认为构造对地裂缝的影响表现为控制性的，但不排除其它因素的间接影响。Carpenter(1993)根据Picacho盆地地裂缝变形和地面沉降的长期观测资料，利用Okada 的三维位错理论(1985)及Matsuura等(1975)的构造裂变修正模型，就构造活动对地裂缝成因影响进行了分析。认为，断层位移对地裂缝在水平方向的张裂变形及垂直方向的差异变形都有一定影响。 (sZB-  
地下水开采成因观点在研究早期就被大多数地裂缝研究者所接受。但对其成因机理却在较长时间内有很大争议。很多人先后提出了不同的成因机理解释。Feth(1951)研究了亚利桑纳州中南部1949年出现的地裂缝，认为由于含水层局部厚度变化引起不均匀沉降，从而产生拉应力，导致了地裂缝的产生；Fletcher等(1954)认为在降落漏斗形成后，地下水渗透速度提高。其形成的动水压力对土层产生潜蚀作用并逐步发展至管涌，使土层结构松弛，引起上覆土层拉张应力集中并在地表发生张裂变形。Lofgren等(1969)认为地下水向降落漏斗中心的渗流所形成的动水压力对固体颗粒产生的动能将对含水层骨架产生明显的粘滞拖拽作用，这种拖拽作用在整个含水层的积累会在上覆土层内形成张应力集中进而导致地表开裂变形。Schumann等(1970)对这一理论进行了更深入的研究，认为基岩表面形态的突变或具压缩性土层厚度分布的明显差异，导致松散土层的差异压密沉降。地表压密沉降差异最大部位形成拉张应力集中进而产生开裂变形。Neal等(1968)、Holzer和Davis(1976)研究了地裂缝与地下水位的关系，以及地裂缝发育区水位下降与排水的关系。认为由于水位下降引起上部土层失水后在水平方向发生收缩，是地裂缝产生的主要原因；Narasimhan(1979)对这一观点表示赞同。他所作的模拟试验结果表明，含水层疏干会导致其产生明显的体应变，并引起土层在水平方向的收缩变形。Bouwer(1977)提出刚性折裂机理。他认为随着地下水位的下降，松散土层不断固结变形，与下伏土层的固结变形量相比，地表土层的变形微不足道。因此，在地面沉降过程中将整体产生刚性翻转，从而在沉降盆地边缘产生折裂。 YS&3+Tp  
构造与地下水超量开采共同作用的观点越来越为大多数人所接受。20世纪70年代末以来，Holzer等人通过对亚利桑纳州中南部构造盆地地裂缝的活动性、地质环境资料及地面沉降观测资料综合分析认为，该区域构造活动与地下水开采是影响地裂缝发育及活动的两个主要因素[3]。为了量化评价构造活动与地面沉降对地裂缝活动性的影响，Holzer 等将地裂缝的形变分为错断和开裂两种形式：错断主要产生平行裂面的位移；而开裂主要表现为垂直裂面的位移。构造活动对地表形变的影响主要表现为错断位移；而土层差异压密变形的影响则表现为开裂位移。Bell(1990)根据Las Vegas 盆地的地质条件，分析了地裂缝的发育特点，认为地面沉降盆地内部呈放射状分布的地裂缝，是隐伏破裂面经渗透变形诱发而成，并对地裂缝的形成过程提出了不同的分析模式。Haneberg(1993)在Holzer对地裂缝形变分类的基础上将地裂缝成因模式分成开裂模式、剪裂模式及撕裂模式三种类型。 ]R(=)  
除美国外，土耳其、墨西哥，利比亚、埃塞阿比亚、菲律宾、日本、泰国等国家也都开展了不同程度的地裂缝观测和理论研究，总结了当地地裂缝发育的影响因素，对这些地区的减灾防灾起到了一定的指导作用。 b}Jcj  

国内地裂缝研究现状？ Z$"E|nRN  
答：我国城市地裂缝调查起源于落实地震异常和为城市抗震防灾工作服务。现已在全国各地发现地裂缝数以万计，它们多发生在陕、晋、冀、豫、鲁、苏、皖七省，零星出现在粤、琼、桂、滇、川、黔、湘、鄂、赣、甘、宁、蒙、辽、黑、吉、藏、新、青等18省区[5]。自七十年代中后期，我国几个新构造活动区域相继发生较大规模的区域地裂缝现象，主要分布在大华北区，即陕、晋、冀、豫、鲁、苏、皖七省，占全国地裂缝总数的70%以上。集中在汾渭地堑系、华北平原地堑系、郯庐断裂带和大别山北缘断裂系四个活动断陷盆地和断裂带上，其中汾渭地裂缝最具代表性。 f5'Cq)Vw_  
就地裂缝成因问题，谢广林根据地裂缝的区域性分布特点和唐山地震前后中国东部及华北地区的地壳运动趋势，认为大华北地裂缝为构造成因，是区域性地壳剧烈变动在地表产生的一种缓慢形变(谢广林，1979, 1988) [6]。关于汾渭地堑地裂缝的成因，大多学者认为与现代区域性构造运动有关，认为地裂缝是近期区域性构造运动强化的产物(李永善，1985；王景明，1985、1989) [7][8]。汾渭地堑是我国比较典型的新构造活动区域，该区域的地裂缝现象的集中发生与区域性构造活动的强化在时间上明显同步，并且地裂缝在展布、活动方式等诸多方面均明显表现有统一的构造特征。也有人根据地裂缝的分布及发育点，认为地裂缝是现代构造活动、某些外力作用和人为因素的共同作用结果(王绍中，1985；国家地震局，1988；肖育英等，1989) [9]。还有人认为汾渭地堑地裂缝主要由构造作用或地震活动形成，其后又受外力作用或人类活动的诱发作用加速了地裂缝的发生和发展，形成灾害（夏其发，1990；张咸恭，1990）[10]。 k"7l\;N  
我国城市地裂缝研究的重点地区是西安、大同和邯郸。对于邯郸地裂缝的成因有水成说(李宏宇等，1990)、构造说(江胜利等，1985)和综合成因说三种观点。关于大同地裂缝的成因，刘玉海和马国栋等提出了构造成因观点，他们认为大同地裂缝为构造成因，地裂缝的形成和发展均主要受控于基底构造的活动，与当地过量开采地下水没有直接联系(马国栋，1990；刘玉海，1990)。[11，12，13]国家地震局地质研究所综合研究结果(1992) [14]，认为大同地裂缝的基底构造活动是地裂缝形成的背景因索，地裂缝的活动主要受过量开采地下水影响，地裂缝活动量的70％与地下水开采引起的地面沉降有关。陈志新等人的研究也认为地裂缝及下部活断层的主要活动深度由构造控制，强采地下水及季节性抽取地下水加速了地裂缝的活动(陈志新，1996) [15]。 UU~S{!*+L  
西安是我国地裂缝灾害最典型、最严重的城市，对成因方面的研究最早起自于西安地裂缝的研究。相关的科研机构和学者从不同的角度出发，对西安地裂缝的形成机制进行了深入的探讨，主要有三种观点： 'GcN9D  
(1)构造成因观 (Rj'd>%c  
构造成因观认为西安地裂缝活动的主要原因是构造活动，主要是与临撞一长安断裂活动有关，是该断裂的次级断裂。西安断裂就是一组活断层，地裂运动也是断层的活动。构造成因观能够较好的解释西安地裂缝的展布方向、活动与破坏历史、应力场及地震活动的关系等现象，但是难以解释地裂缝高速活动速率及与地面沉降伴生的关系。 ~qekM>z  
(2)抽水成因观 Pv@Lx+k  
抽水成因观根据西安市地裂缝活动与其抽取地下水活动之间的相互关系，认为西安地裂缝活动是过量抽取地下承压水导致地面不均匀沉降的产物。该观点可以有力的解释西安地裂缝的快速活动及其与地面沉降的关系，但难以解释地裂缝定向横亘和成带的分布格局； sF[7pE  
(3)综合成因观 5FKb7  
综合成因观认为西安地裂是多种因素叠加作用的结果，认为深部断裂在统一区域应力场作用下，长期蠕动而成隐伏微细地裂缝，在地下水活动和其它附加因素作用影响下，隐伏地裂缝扩张呈现于地表并发生位移。目前这一观点被人们普遍认可。具有代表性的观点有张家明(1986，1990)的断块掀斜成因论[16][17]，刘国昌、王景明(1989)的隐伏断层蠕动成因论[1][18]，王兰生的构造重力扩展成因论[19]，吴嘉毅(1990)、李永善(1992)等的基底断裂活动成因论[20][21]，彭建兵的主伸展断裂伸展活动成因论等[22]。他们先后从不同角度提出概化模式，尽管所考虑的因素不尽相同，但关于地裂缝的成因机制观点基本一致，即地裂缝是由基底伸展断裂系在横向拉张应力场作用下形成，并同时迭加了地下水开采的影响。
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在区域地裂缝的成因机制研究的基础上，随着人们对城市地裂灾害认识的逐步深化，有关地裂缝活动规律预测预报方面的研究也取得了一定进展。赵其华等(1994) [23]采用灰色动态关联时序分析模型，对地下水超采与地裂缝活动的关系进行了量化分析，解释了地下水开采对地裂缝形成的作用机制。晏同珍(1990、1994) [24]采用了矿产基质预测模型和泊松旋回模型进行了此项内容的研究。这些研究成果对于地裂缝形变和地面沉降的动态关系预测具有重要意义。陕西地矿局和中国地质大学(1990)采用信息量方法提出了西安地裂缝活动的空间预测预报模型，并根据预测模型计算结果，编制了西安地裂缝活动程度空间预测图。李新生(1994)[25]和徐光黎(1996)[26]等还利用Verhulst模型分别对西安地面沉降和地裂缝活动的时间规律进行了预测。冯希杰(1990) [27]根据西安地裂缝发育历史活动性时空特征的实测数据，应用静力位错理论分析了地裂缝诱导的垂直位移场，对地裂缝两盘在今后一定时期内的位移幅度进行预测。姜振泉(1997) [28]利用地理信息系统对临汾地裂缝进行了分析预测。 xA/Ein0  
如上所述，国内外对地裂缝的研究都取得了很大的进展，在地裂缝成因机制的研究方面已经己取得很大进展，并且结合多学科在地裂缝灾害预测方法方面的研究也取得了较好的成果。 <2{g[le  

八、地震工程与特殊土100问 _e4%<!1  
NW?.Ge.!P  
什么是活动断裂及其特征？ 3pU/Zbb,:  
    活动断裂(也称为活断层)一般是指现今正在活动的断裂，或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断裂。 d x52[W  
    断裂的工程分类可分为全新活动断裂和非全新活动断裂两种，活动断裂主要指前者。全新活动断裂为在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动，在今后一百年可能继续活动的断裂；全新活动断裂中、近期(近500年来)发生过地震震级M≥5级的断裂，或在今后100年内，可能发生M≥5级的断裂，可定为发震断裂。全新活动断裂可按表8-19分级。非全新活动断裂：一万年以前活动过，一万年以来没有发生过活动的断裂。 3IB||oN$T  
s[2>r#M  
表8-19        全新活动断裂分级 ku*H*o~  
         指标 Wks?9)Is  
断裂分级    活动性    平均活动速率ν(mm/a)    历史地震震级M 0vYHx V  
I aI^Z0[P+  
强烈全新活动断裂     中晚更新世以来有活动，全新世活动强烈    ν＞1    M≥7 S29k IJ  
II g._`"c  
中等全新活动断裂    中晚更新世以来有活动，全新世活动较强烈    1≥ν≥0.1    7＞M≥6 n.L/Xp@gc  
III VUd=|$'J  
微弱全新活动断裂    全新世有微弱活动    ν＜1    M＜6 p#A{.6Pa:  
i(qPD_  
        活动断裂对工程建筑物安全的威胁主要来自断层错动~突发错动（产生地震的粘滑）和缓慢错动（不产生地震的蠕滑）。前者往往和地震相伴随，在我国大陆区震级为6.3~4以上的地震才能产生不同规模的地表破裂带和地表位移。而蠕滑也可以产生地表位移和地面破裂，但其形成过程是一个缓慢的应变积放过程，其位移量也是一种缓慢的积累过程。无论哪种方式的位移都会对工程建筑物造成威胁，因而对活动断裂进行工程地质研究和工程安全评价非常必要。 vXI2u;=y  
    活断层的特性 u*w'.5l  
（一）活动断裂是深大断裂复活运动的产物 lX)ZQY:=:  
国内外大量的研究结果表明，活动断裂往往是地质历史时期产生的深大断裂，在挽近期及现代地壳构造应力条件下重新活动而产生的。深大断裂指的是切穿岩石圈、地壳或基底的断裂，其延伸长度达数十、数百、甚至数千公里，切割深度数公里至百余公里。复活运动的标志是地震活动和地热流异常等，尤其是那些走滑型活动断裂最易伴生强震，形成地震带。例如，我国川西的安宁河地震带和则木河地震带。 :n0czO6E  
（二）活动断裂的继承性和反复性 o W<Z8s;p  
研究资料表明，活动断裂往往是继承老的断裂活动的历史而继续发展的，而且现今发生地面断裂破坏的地段过去曾多次反复地发生过同样的断层运动。 J n~t>?  
我国活动断裂的分布，总体来说是继承了老的断裂构造，尤其是中生代和第三纪以来断裂构造的格架。这些断裂处于由几个板块相互作用所控制的现代地应力场中而继续活动，并在一定程度上发育了新的活动部位。根据活动断裂的类型和活动方向，东部地区以NE和NNE走向的正断层和走滑~正断层为主，西部地区以NW和NWW走向的走滑和逆冲~走滑断层为主。而且西部地区的活动强度明显大于东部，一些巨大的活动断裂带控制了强震孕育和发生。 A,fPl R  
一些活动构造带的古地震震中总是沿活动性断裂有规律地分布，岩性和地貌错位反复发生，累积叠加，其中尤以走滑断层最为明显。 h
Ai`2GP.  
（三）活动断裂的活动方式 <13').F  
活动断裂的活动方式基本有两种 _+=M)lPm  
1.以地震方式产生间歇性地突然滑动，称地震断层或粘滑型断层。 }}s.0Q  
2.沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动，称蠕变断层或蠕滑型断层。 | > t,1T.  
一般认为：粘滑型断层的围岩强度高，断裂带锁固能力强，能不断积累应变能。当应力达到围岩强度极限后产生突然滑动，迅速而强烈地释放应变能，造成大的地震。所以沿这种断层往往有周期性地震活动。蠕滑型断层主要发育在围岩强度低，断裂带内含有软弱充填物，或孔隙液压和地温的高异常带内，断裂锁固能力弱，不能积累较大的应变能，在受力过程中易于发生持续而缓慢的滑动。断层活动一般无地震发生，有时可伴有小震。 IVY{N/ 3|  
近来年，一些研究者注意到了粘滑断层在大震前后一段时间内在震源和震源外围的蠕滑问题。例如，1976年唐山地震震中区地形变资料反演求得，在1969~1975年间曾发生了走滑错距为104cm的无震蠕滑，走向和倾向滑动的平均速率分别达18.6cm/a和1.4cm/a。此外，有的地震刚发生时，地表上见不到断层位移，经过数日或一年后，地表才出现这次地震产生的位移。这种断层后效蠕动位移现象，说明了地震时基岩中发生的断层位移，在其上覆盖层中是以塑性流动的形式而滞后到达地表面的。 SSrYFu"  
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八、地震工程与特殊土100问
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    活动断裂的定量研究和鉴别 7Z7e}| \W  
    表征活动断裂在时空域内运动的参数有；活动断裂的产状、长度、断距、错动速率和重复周期、年龄判断等。它们是活动断裂区进行地震预报和设防的重要资料。 552yzn1  
（一）活动断裂的产状 "tX=^4
 
活动断裂的产状，包括断层面的走向、倾向和倾角，可通过遥感影像判读、宏观地质调查、震源机制断层面解，以及对等震线几何特征、地表地震断层和裂缝带、大地测量资料的分析等多种途径获取。 Bsc&#  
（二）活动断裂的长度和断距 9\J6G8b>|I  
研究者习惯上将地震时地表断裂带长度和断层最大位移值来分别表征活动断裂的长度和断距。一般地说，地震的震级愈大，震源深度愈浅测地表断裂愈长，断层位移量也愈大。实测资料表明，一般大于7.5级的浅源地震均伴有地表错断，而小于5.5级者则少见。地震时地表错断的长度可从小于1公里至数百公里，地表错移量从几厘米至十来米。它们的变化均很大。 Xe.
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一般认为，地面上产生的最长地震断裂最能代表震源断层的长度。据此观点，我国地震工作者统计了我国及邻近地区地震的地表断裂资料，于1965年提出了如下关系式： G9qN1q~  
M＝3.3＋2.llgL                           （8-25） *wu:fb2[(  
式中：M——为地震震级； hT DFIYV  
L——为相应的最长地面断裂长度（以km计）。当某次地震已知其震级时，即可按上式估算震源断层的长度。 !kG2$/lR  
（三）活动断裂的错动速率和周期 G\4*6iw:  
活动断裂的错动速率，一般是通过重复精密地形测量和研究第四纪沉积物年代及其错位量而获得的。重复精密地形测量可以精确地测定活动断裂不同地段的现今错动速率。而第四纪沉积物年代及其错位量的研究则只能确定活动断裂在最新地质时期内的平均错动速率。 {1VMwANj  
据统计，我国活动断裂的平均错动速率各地差异甚大。 K.P1|  
地震断层两次突然错动之间的时间间隔，即是活动断裂的错动周期。 sngM4ikhs  
活动断裂发生大地震的重复周期往往长达数百年至数千年，有的已超出地震记录的时间。为此，要加强史前古地震的研究，利用古地震保存在近代沉积物中的地质证据及地貌记录，来判定断层错动的次数和年代。 c8<qn+=%?  
地震断层的错动周期主要取决于断层周围地壳应变速率和断层面锁固段(活断层的端点、拐点、交汇点、分支点和错裂点，它们被称为活动断裂锁固段)的强度。一般情况是：应变速率愈小，锁固段强度愈大则错动周期愈长。这即是说，地震强度愈大的活动断裂。其错动周期愈长。因此。刚发生过大地震的地段应该是安全的。 %xuJQuCqf  
（四）活动断裂的年龄判据 -#agWqUM|T  
确定活动断裂最新一次活动的地质年代和绝对年龄，对工程建设至关重要。 z7$,m#tw  
活动断裂的年龄判据，要以第四纪地质学和地层学研究等为基础，来判定活动断裂的地质年代或年代范围。在此基础上。应用现代测试技术，取样测定绝对年龄。所以，年龄判据方法可分为错断地层年龄法（间接法）和断层物质绝对年龄法（直接法）两大类。 9o<5Z=  
错断地层年龄法适用于错断断层带及其所在地质体上覆盖第四纪沉积物的条件下。断层物质绝对年龄测定法，是从断层带内采取样品，并用专门仪器测定样品中某些矿物、岩石、化石的物理、化学和显微结构的变化等。用以确定绝对年龄。目前，有效的方法有：C14法、热发光法、铀系法、电子自旋共振法和石英表面显微结构法等。这些方法精度高，结果可靠。但取样有特殊要求。 p~bx  
若将上述两种方法结合起来使用，活动断裂年龄判据的可信度是很高的。 W[4 V#&Z  
    活动断裂的鉴别 XhEJF !  
    活动断裂的鉴别是对其进行工程地质评价的基础。由于活动断裂是第四纪以来构造运动的反映，它便显示出新的构造活动形迹。所以，我们可以借助地质学、地貌学、地震地质学以及现代测试技术等方法和手段，定性和定量地鉴别它。 VxTrL}{(6  
（一）地质、地貌和水文地质特征 4apy{W  
1.地质特征 HCIS4}lQ  
最新沉积物的地层错开，是活动断裂最可靠的地质特征。一般地说，只要见到第四纪中、晚期的沉积物被错断，无论是老断层的复活或新断层的出现，均可鉴别为活动断裂。鉴别时需注意与地表滑坡产生的地层错断相区别。 D\CjR6DE  
一般活动断裂的破碎带由松散的破碎物质所组成，而老断层的破碎带均有不同程度的胶结。所以松散、未胶结的断层破碎带，也可作为判别活动断裂的地质特征。 x<gP5c>zm  
2.地貌特征 N:% }KAc  
由于活动断裂的构造地貌格局清晰，所以许多方面可作为其鉴别特征。它们也是断层错动在地层中或地表面留下来的证据。保留在最新地层中的地层错开是断层活动的长期记录，是最可靠的证据。当然必须与地表滑坡产生的地层错动相区别。地表变形产生的证据为地貌证据，主要地貌证据有： E,wOWs*  
（1）断崖：如果在松散沉积中容易被侵蚀所破坏，在基岩中则多被侵蚀成三角面。活动断裂往往构成两种截然不同的地貌单元的分界线，并加强各地貌单元之间的差异性。典型的情况是：一侧为断陷区。堆积了很厚的第四纪沉积物；而另一侧为隆起区，高耸的山地，叠次出现的断层崖、三角面、断层陡坎等呈线性分布。两者界线截然分明。 D.:6X'hp  
（2）溪流错开：相邻溪流沿同一条线作方向相同的肘状转折。走滑型活动断裂可使穿过它的河流、沟谷方向发生明显变化；当一系列的河谷向一个方向同步移错时，即可作为鉴别活动断裂位置和性质的有力佐证。根据水系移错的距离和堆积物的绝对年龄，还可推算该活动断裂的平均错动速率。 tOT(!yz  
（3）封闭洼陷或下陷池塘。应与岩溶塌陷形成的下陷池塘相区别。通常活动的走向错动或正断层往往有下陷池塘。 vOV$Hle  
（4）冲积层中的活动断裂带经常构成地下水的障壁，这是活动断裂的特有现象。往往沿活动断裂出露一系列泉或断层两侧地下水位高程不同，致使地面的色调或植被不同，所以也就成为判定活动断裂的有力标志之一。 A.wuB  
（5）滑坡分布线，由于活动断裂错动形成的陡崖常发育一系列滑坡。 WMk;-,S!)  
（6）错开的阶地或错开的冲积扇。 F!*tE&Se+  
（7）活动断裂经常造成同一地貌单位或地貌系统的分解和异常。如同一夷平面或阶地被活动断裂错断，造成高差和位错。 MIx,#]C&  
此外，在活断裂带上滑坡、崩塌和泥石流等动力地质现象常呈线性密集分布。 FA7q pc  
3.水文地质特征 FzM<0FJRX  
活动断裂带的透水性和导水性较强，因此当地形、地貌条件合适时，沿断裂带泉水常呈线状分布，且植被发育。此外。许多活动断裂沿线常有温泉出露。它们均可作为活动断裂的判别标志。 &cuDGo.  
但需注意的是，有些老断层沿线泉水也有线状分布的特征，判别时要慎重，应结合其他特征与之区别。 1n-+IR"  
地质、地貌和水文地质特征地表迹象明显的活动断裂。在遥感图像中的信息极为丰富，即使是隐伏的活动断裂，也可提供一定的信息量。因此，利用遥感图像判释来鉴别活动断裂，是一种很有效的手段。尤其是研究大区域范围内的活动断裂，利用遥感图像判释更有明显的优越性。 S( Vssi|y  
（二）历史地震和历史地表错断资料 ~|kSQ7O^  
包括：历史上记录的地震的证据和说明，历史上记录的地表错断的证据和说明，以及断层错动的大地测量记录等三类标志。 C(!A% >  
我国历史悠久，典籍丰富，所以前两类标志是十分丰富的。历史上有关地震和地表错断的记录，也是鉴别活动断裂的证据。一般地说，老的历史记载，往往没有确切的震中位置，又无地表错断的描述，所以只能用以证实有活动断裂存在，而难以确切判定活动断裂的位置。而较新的历史记载，震中位置、地震强度以及断裂方向、长度与地表错距等，都较为具体、详细。因此，对历史记载要加以分析。 7%)KB4(\_
 
(三)使用仪器测定 \iQ{Q&JR:  
利用密集的地震台网能确切地测定小震震中位置，并确走括断层的存在。但是。有些活动性较强的蠕滑断层，并不发生地震。所以单纯依靠它来鉴别活动断裂，就不会获得满意的效果。采用重复精密水准测量和三角测量所获得的地形变的证据，能判定无震蠕滑断层或地震断层的活动性。它可求算活动断裂不同地段两盘相对活动的趋势和幅度。 <l!{j?Kx  
大地测量所取得的地形变资料是断层活动的第三类历史证据，这种证据通常能表明断层活动是无震的错动，亦即断层蠕动或是伴有地震的迅速错动。大地测量资料还可以表明应变的积累情况。 n~Qo@%J
r  
（四）地震标志 < ?{ic2j#  
经地震台网仪器记录确定大地震震中沿一定断层线分布，则表明此断层曾经错动并发震，将来也会错动和发震。近年来很多人主张以密集的地震台网确切测定小地震震中位置，以它们沿一定断层线分布作为判定活动断裂的一种地震标志。但这种活动断裂是否会产生大地震或地表错动，单凭这种标志还不能确定。美国沿加州圣安德烈斯断层所进行的微震监测是这类研究的先驱。我国进行此项工作较迟，尚未取得足够资料。 #sHt3z)6I  
地震标志与其它标志相比是记录时间最短的，例如美国自1932年以来才有仪器记录，我国的仪器记录主要是解放以后才逐步建立起来的。 cD JeYduK  

很好 很强大

强震区抗震设计原则和建筑物的抗震措施 T o$D[-  
一、    建筑场地的选择 j^6,V\;l  
建筑场地的选择应该注意一下几点： Wf{&D>  
1、    尽可能避开强烈震动效应和地面效应的地段做场地或地基，比如淤泥土层、饱水粉细沙层、厚填土层以及可能产生不均匀沉降的地基等。 <pIel   
2、    避开活动性断裂带和活断裂有关联的断层，尽可能避开胶结较差的大断裂破碎带。 Zt ;u8O  
3、    避开不稳定斜坡或可能产生斜坡效应的地段，比如已有崩塌，滑坡分布的的地段、陡山坡及河坎旁。 iT=h}>  
4、    避免将孤立突出的地形位置做建筑场地。 vWVQ8S.  
5、    尽可能避开地下水位埋深较浅的地段做建筑场地。 #&,~5  
6、    岩溶地区存在浅埋大溶洞时，不宜做建筑场地。 S5/p3;O\c  
二、    持力层和基础方案的选择 Y.KJP ?  
高层建筑的基础必须砌置于坚硬地基上，并以多层地下室的箱形基础箱——桩基础或墩 AYsiaSTRqW  
基础为好。在中等密实的土层上，一般多层建筑采用各种浅基础即可；在可能液化或震陷的土层，宜采用筏式或箱型基础，较重要的建筑则采用桩基础，也可以进行地基处理预先加固。 l&{+3aC:  
三、    建筑物结构形式的选择和抗震措施 V\*J"ZP&  
抗震区房屋结构与构筑物的平面和立面应力求简单方案，尽量使其质量中心与刚度中心重合，避免不必要的凹凸形状。若必须采用平面转折或立面层数有变化的模式，应在转折处或连接处留抗震缝。结构上应尽量做到减轻总量，降低重心，加强整体性，并使各部分结构间有足够刚度和强度。 2Kz407|'  
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岩土工程不确定性及对策 C)BVsHT4  
paZcTC  
    我们知道，岩土工程涉及到建筑结构、土体及周围环境。无论是在建筑过程当中还是在完工后，这三者相互作用，相互影响。假如考虑工程勘查、设计、施工及运营全过程的话，那么更加复杂。 
C]M{  
    岩土工程中的很多因素往往难以预先知道，或仅在某种程度上加以预估而无确切的把握。例如，我们可以通过地质堪察了解岩土的结构及其它地质条件，但这只是估计，不可能彻底搞清楚。我们可以对某土层取样进行试验测定岩土的参数，但不可能获得参数的真值；我们可以通过采用某种方法预测建筑物的沉降，但实际的观察结果可能与此有很大的出入。在岩土工程问题的分析中，由于问题的复杂性以及资料不足，我们不得不做出某些必要的简化与假定，以至于在很多情况下分析结果与实际结果不苻。 ~}g)N  
    科学的目标是提供解释，工程仅是提供性能。没有人类行为及社会组织的作用，岩土工程的性能就很难被保证。 ,+!|~1  
    不确定性是未来的现象或作用的结果不能用因果法则加以预测，具体到岩土工程来说，与工程有关或对工程有影响的任何因素，当需要我们考虑而又不能确切的加以确定时，都应该视为不确定性因素。 17[vq!x6  
    面对具有不确定性的岩土工程，岩土工程师最好记住Southwood的警言：
Bxk2P<d  
“我们看起来知道的事情也许并不知道！” "O<TNSbrC  
    一．不确定性的分类 S4D~`"4$/  
    关于不确定性和模拟它的模型有很多。为了工程应用，Morgenstern确定了不确定性的根源： CO{AC~  
    （1）    参数不确定性 J~lKN <w  
    （2）    模型不确定性 zTg&W7oz  
    （3）    人为的不确定性 )TOKHN  
    1.参数不确定性 ALt^@|!d  
参数不确定性很容易理解，它说的是输入参数，比如强度或者可压缩性的参数空间变异性和离散性，还有关键参数缺少数据。这些参数依时空而有显著变化，即具有空间变异性和时间变异性。当我们不考虑时间变化的因素时，岩土条件和参数都是确定性的量，但我们无法确切的得到这些参数的真值。文献中有很多例子，需要用统计的方法处理这种空间变异性和离散性。空间变异性是岩土工程所特有的，我们只能尽可能的描述它，而不能实质性的减少它。       -)[~%n#X+t  
    2.模型不确定性 kY#sQz}8  
模型是原型的理想化替代物，它反映原型的主要特征，略去次要特征。对于各种问题其分析模型并不是唯一的，模型的不确定性由此而来，并在岩土工程实践中发展起来。由于人们所采用的分析模型，就其实用性和复杂程度来说，是以人们的认识水平和分析能力直接相关的。岩土工程设计发展趋势是越来越多的考虑实际结构的特点和性能，这就必然要求岩土工程使用越来越复杂的模型。而对于实际问题，模型本身就是不确定性的主要根源，所以假如没有找到不确定性的主要根源，再精确的计算都毫无意义。 @] 3`S  
    3.人为的不确定性 N:U

A+  
在若干个比较方案中，必须以某种方法选出实际要实施的方案。最佳方案的确定是一个人为决策的问题。从力学观点看，每个设计方案均有自身的破坏可能性和可靠指标；而从经济观点看，每个方案又需要不同的经费。我们在做决策时，主要考虑建筑物的破坏可能性。但是，由于决策者思维方式和价值观念的不同，可能会选用截然不同的方案。他们可能根据比较充分的科学事实作出决策，而有时所作出的选择只凭自己的经验和主观感觉。 23'Ac,{  
    二．岩土工程不确定性的对策 X;d 1@G  
    岩土工程的勘测、设计和施工都具有研究的性质，因为在工程的各个阶段都存在着不确定性因素。我们可以通过各种方法来处理不确定性。 r?}L^bK  
    岩土工程以前经历过完全依靠经验设计的阶段，而且直到现在，经验仍然占有重要地位。在岩土工程问题中，又很多因素是不确定的，因此很难进行准确的分析，有时只能凭经验作出决策。但是，这并不能贬低岩土工程科学经验的实用价值。我们可以通过经验再加上工程的具体独有的特点，从而设计出一套解决方案。但是在事实上，绝对精确的知识是没有的，我们只能得到近似的、大约的知识。而这个知识对岩土工程师用处很大。 #Kt5+"+7  
    在岩土工程设计中，安全系数是一个非常重要的概念，而且采用多大的安全系数往往成为问题的关键。但是，就两种不同的设计方法而言，安全系数相同，其安全程度并不相同；甚至安全系数较大者，安全程度反而较低。 k@Bn}r
 
    在决策问题中，经验性的、保守的、感性直观的因素是目前工程设计中普遍存在的一种现象，它可以表现为过分保守地确定岩土参数、较多地估算工程所需地费用、较少地估算工程带来的经济效益、较短地估计工程寿命、较多地考虑危险因素。当我们对有关的不确定性了解很少时，这样考虑问题是合理的。但是，这种方法目前已不适应大型工程建设的需要，岩土工程需要进行科学的决策。但是岩土工程师应该小心谨慎的进行决策，因为现代大型工程决策失误会造成非常严重的后果。 )w0K2&)A  
    另外，我们还可以考虑动态设计与施工。因为动态设计与施工方法使岩土工程具有弹性，即使整个岩土工程具有可改变的余地。由于在施工之前的初步设计阶段存在各种不确定性，可能在施工过程中发生当初没有预料到的事情，遇到这种情况必须修改原来的设计与施工方案。实际上，我们可以在施工过程中进行现场监测以便估计施工现场的的安全性并用判断是否要修改先期设计。动态设计与施工本身就是根据不断获得的信息来消除设计与施工方面的不确定性。 hEAP,)>F  
    实际上，无论采取哪种设计方法，都要求我们分析各种不确定性对整个岩土工程的影响程度，并采取一定的处理方法加以考虑。岩土工程师们一致认为，要想用唯一的方法处理各种各样的不确定性是不可能的。只能是分析各种不确定性对整个系统的影响程度，采用最有效最适当的处理方法，从整体来看，使其具有相容性。 jN{+$ @cI  

好建议，支持啦！呵呵

十、岩土工程新理论新工艺及其它所有分项100问 C%;J9(r  
非饱和土有效应力原理能否有较简单的公式并应用于实际吗？ FWuk@t[<O  
jmva0K},SE  
答：在《土体有效应力原理的通用公式与基坑支护及地基计算的实际水压力算法》第二版（中国建材工业出版社 2010年6月第二次）有新的简单公式并且还有算例。 fC!+"g55  
jfsbvak  
新的简单公式叫大气通用公式： t"FB}%G  
σ＝σ`＋(X－1＋βu)Uwa＋(1－X)Ua   !T1)tGrH  
称为绝对压强下部分饱和土体有效应力原理的通用公式，简称大气通用公式。 Rx.dM_S  
大气通用公式中，总应力σ由三部分组成： +{@hD+  
1)    有效应力σ` IW- BY =C  
2)    自由水应力(X－1＋βu) Uwa Lb%:u5X\D@  
3)    孔隙气应力(1－X)Ua XV:icY  
大气通用公式包含这样的内容：（引用太沙基叙述的内容） PVX23y;  
1）部分饱和土体内任意平面上受到的总应力可以分为有效应力、自由水应力和孔隙气应力三部分，且总满足上述关系式，其中有效应力可以是自重应力，也可以是附加应力。 T|ZJ
$E0  
2)土体的变形和强度都取决于有效应力的变化，因为它会使土颗粒移动，导致孔隙体积变化；自由水应力和孔隙气应力分别起水压力和气压力作用，可以忽略其对土粒产生的变形效果。 [:bYd}J  
大气通用公式中的符号如下： KmaMS(A(3  
σ----作用在土中任意面上的总应力（自重应力与附加应力），在Z方向是计算点上面的土体中土固体颗粒、水、空气的重力以及地面荷载q和地面大气压强Pa的作用所产生的应力。   HbQ+:B]  
σ`――有效应力，作用在同一平面的土骨架上（包括结合水膜） Wf5ohXm>  
X＝Aw/A是由试验确定的参数，取决于土的类型及饱和度，可以用式（8.3.1）近似计算。本文简称饱和度系数。 KU)~p"0[6]  
βu――自由水通道率，按公式(1)计算。 <wO8=bem  
Uwa―――计算点处大气压强下的自由水压力，作用在同一平面的自由水上，见10.2节公式（7），按重力水及毛细水的区别有不同的计算式。
IjnO2X  
Ua――― 计算点处孔隙气压力，作用在同一平面的孔隙气上。见10.3节 W,p?}KiO T  
bs\7 juHt  
10.2 大气通用公式中的Uwa i2
m+s;  
                             ;8> TD&]{  
图10.2.1 土层气体压强和自由水压力计算高度 4: S-  
   Nt P=m @  
见图10.2.1，地下水位标高处的孔隙气（或大气）的压强为Paw0,悬挂毛细水底部的孔隙气压强为Pab。 (}&O)3)  
   在饱和水带中，计算点处到地下水位的高度为Hw； tU, >EbwO  
   在支持毛细水带中，地下水位到计算点处的高度为Hw-； _Sn7z?  
   在土壤水带中，悬挂毛细水底部到计算点的高度为Hw-；则下列3式称为公式（7）: %
TA@-tK=  
重力水      Uwa=Paw0+γwHw ^V;2v? O  
支持毛细水  Uwa=Paw0-γwHw- ~91) DNaE  
悬挂毛细水  Uwa=Pab-底部表面张力的垂直分量-γwHw- rT{+ h}vO  
公式（7）为大气压强下的自由水压力Uwa的计算式。 9ld'SB:#  
γw =ρw g   为水的重力密度。 iK <vr  
例10.2.1 I,wgu:}P#  
已知某粉质粘土层的地下水位标高为-5.000米，地下水位处的孔隙气压力为100千帕，支持毛细水的顶部标高为-2.000米，水的重力密度为10KN/m3，求： w} 1~  
（1）标高为-3.500处的大气压强下的自由水压力 8@- UvT&o  
（2）标高为-7.500处的大气压强下的自由水压力 Xcw6mpLt  
解：   y$`@QRW  
     Paw0=100千帕 +Vw]DLWR  
（1）计算点处于支持毛细水带，Hw-=5-3.5=1.5m )Nnrsa  
         Uwa =100-10×1.5=85KN/m2  （注意：没有负的孔隙水压力） DtglPo_(  
（2）计算点处于饱和水带，Hw=7.5-5=2.5m R}T\<6Y  
     Uwa =100+10×2.5=125KN/m2 ;Yu|LaI\<m  
     j:P(,M
[  
10.3 气体压强Pa、P0、Paw0、Pab、Ua K_o[m!:jU  
在大气通用公式中，我们涉及五个气体压强，它们分别是 /33m6+  
Pa---地面大气压强 Zr|z!S?aSC  
P0---标准大气压强=101.324千帕，约等于10米高水柱的静水压力 ykD-
L^}  
Paw0---地下水位处的孔隙气（或大气）压强 ufvjW]  
Pab---悬挂自由水底部的孔隙气压强 Y[.f`Ei2  
Ua---计算点处的孔隙气压强 3='
Kii=LA  
1、    它们都与大气压强有关 +O!4~k^  
地球被一层很厚的大气层包围着，大气层的厚度大约在1000公里以上，但没有明显的界限。 CS\8ej}y  
由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用．单位面积上受到的大气压力，就是大气压强。 C"R}_C|r)*  
大气压强可以用水银气压计来测定。 BE)&.}l  
2、地球上同一地点的地面大气压强Pa .\mkgAlyaM  
地球上同一地点的地面大气压强Pa，比如同一个基坑的坑外地面的大气压强、坑内侧面的支护上的大气压强，坑内底面的大气压强，数值上几乎是相等的，这是因为它们的作用位置的高差一般只有几米到十几米，与大气层1000公里以上的厚度相比太微不足道，相差的空气重力可以忽略不计。 Yd]  
3、孔隙气压强Pawo、Pab、Ua y/;DA=  
当然，Pawo有时也是大气压强，例如，地下水与某湖连通时，地下水位就是湖面，作用在湖面的是大气压强。但大多数地下水位是在地表下面的，所以涉及到的是土层中的孔隙气。一般工程设计涉及的土层厚度为几十米，与大气层1000公里以上的厚度相比也是微不足道，如果仅考虑这一因素，可以近似地用地面大气压强Pa来表示。但有时，土层的物质组成及结构构造、地面裂隙蒸发、植物蒸腾会引起孔隙气压强的较大变化。这时，应该选用实际测定的孔隙气压强。 &/8B(0<  
孔隙气压强可以用底部埋到土中计算点处的测压计进行测定。 E'^ny4gL  
4、标准大气压强P0 'RZ0,SK'  
标准大气压强P0为海平面上00C时的大气压强，P0=760mmHg=101.324KPa，即等于75毫米的汞柱，约等于10米高水柱的静水压力。 2)9XTY6$  
本文为了叙述的方便，有时假定海拔高度接近海平面，土层因素影响不大，用P0近似代替其他4个气体压强。 hq?F81  
 3 EOuJ  
     fU|4^p)