活断层的工程地质研究

　　一、活断层的定义
　　活断层或称活动断裂是现今仍在活动或者近期（晚更新世以来，约12万年）有过活动，不久的将来还可能活动的断层。其中后一种也叫潜在活断层。活断层可使岩层产生错动位移或发生地震，对工程建筑造成很大的甚至无法抗拒的危害。
　　二、活断层的分类
　　（一）按两盘相对错动方向分类
　　活断层按两盘错动方向分为走向滑动型断层（平移断层）和倾向滑动型断层（逆断层及正断层）。
　　1.走向滑动型断层最常见，其特点是断层面陡倾或直立，平直延伸，部分规模很大，断层中常蓄积有较高的能量，引发高震级强烈地震。
　　2.倾向滑动型断层以逆断层更为常见，多数是受水平挤压形成，断层倾角较缓，错动时由于上盘为主动盘，故上盘地表变形开裂较严重，岩体较下盘破碎，对建筑物危害较大。倾向滑动型的正断层的上盘也为主动盘，故上盘岩体也较破碎。
　　（二）按活动性质分类
　　活断层按其活动性质分为蠕变型活断层(蠕滑型）和突发型活断层（粘滑型）。
　　1.蠕变型活断层是指活断层只有长期缓慢的相对位移变形，不发生地震或只有少数微弱地震。如美国圣·安德烈斯断层南部加里福尼亚地段，几十年来平均位移速率达10mm/a，却没有较强的地震活动。
　　2.突发型活断层错动位移是突然发生的，并同时伴发较强烈的地震。又分为两种情况，一种是断层错动引发地震的发震断层，另一种情况是因地震引起老断层错动或产生新的断层。
　　（三）活动断裂的分类
　　《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)规定：抗震设防烈度大于或等于7度的重大工应进行活动断裂勘察。这里所指的重大工程场地包括大型工业建设场地或者《建筑计规范》(GB 50011—2001)规定的甲类、乙类及部分重要的丙类建筑。并规定：
　　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，或在今后100年内可能发生M≥5级的断裂，可定为发震断裂； 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。
　　四、活断层的判别标志（1.直接标志）
　　(1) 错断晚更新世(13万a)以来地层的断层。
　　(2) 断裂带中的构造岩或被错动的脉体，经绝对年龄测定，最后一次错动年代距今10~15万a。
　　(3) 根据仪器观测，沿断层有大于0.1mm／a位移。
　　(4) 沿断层有历史和现代中、强震震中分布，或有晚更新世以来的古地震遗迹，或有密集而频繁的近期微震活动。
　　(5) 在地质构造上，证实与已知活断层有共生或同生关系的断层。
　　活断层的判别标志（2.间接标志）
　　具有下列标志之一的断层，可能为活断层，应结合其它有关资料，综合分析判定。
　　(l) 沿断层晚更新世以来同级阶地发生错位；在跨越断层处，水系有明显的同步转折现象，或断层两侧晚更新世以来的沉积物厚度有明显的差异。
　　(2) 沿断层有断层陡坎，断层三角面平直新鲜，山前经常分布有连续的大规模的崩塌或滑坡，沿断层有串珠状或呈线状分布的斜列式盆地、沼泽、冷泉和承压泉等。
　　(3) 沿断层有明显的重力失衡带分布。
　　(4) 沿断层有水化学异常带或同位素异常带分布。
　　五、活断层年龄综合判定依据
　　(1) 活断层上覆的未被错动地层的年龄；
　　(2) 断层中最新构造岩的年龄；
　　(3) 被错动的最新地层和地貌单元的年龄。
　　六、活动断裂最危险地段
　　活动断裂系统具有分段活动特征，断裂作用的方式表现为孕震、减震、隔震和无震滑动等。强烈地震往往发生在活动深断带的特殊部位：
　　①两条或多条第四纪以来活动断裂交汇，或交而不汇区以及活动断裂曲折、弯曲最突出的部位；②第四纪以来活动断陷盆地内断距较大的一侧；③活动深断裂围限时的三角形、四边形等构造闭锁段；④活动断裂带的两头常是震中往返跳动的地方，在端部应力集中并进一步推动它继续被延伸的地点；⑤活动断裂带上具有强活动速率地段或跨断裂带地形变测量的显著形变梯度带；⑥活动断裂带有多次强震重复发生或活动断裂带缺震区。
　　七、活动断裂的活动方式及活动速率
　　1.活动断裂有缓慢蠕动和突然错动两种基本活动方式：蠕动在活动断裂带普遍存在，一般不直接产生地震，突然错动往往产生地震，但有部分活动断裂的长期蠕动达一定程度时有可能速率明显增加而导致突然错动引发地震。
　　2.断裂的活动速率有地质的、历史的和现代仪器测量的。现代活动速率代表今天的活动水平，以此作为活动断裂工程评价标准之一，地质的和历史的活动速率可作参考。在中国东部地区的活动断裂，现代年活动速率S≥1.0mm／a，在西部地区要求活动S≥5.0mm／a的活动断裂，将有可能发生中强级以上的地震。
　　八、活动断裂的工程效应及防治
　　1.活动断裂的工程效应主要有：地震振动波直接破坏建筑物；地震断层的位错剪切破坏建筑物；强地动影响下使部分场地或地基失效而破坏建筑物，如强震引起的山崩、滑坡、饱和土液化等。
　　2.工程效应不同工程措施也有区别。
　　（1）对于地震动的破坏，是大范围的，主要是采取就地按烈度抗震设防加固的措施，当然对在高烈度区的新建工程也可以易地另选场址。
　　（2）地震断层的位错影响主要局限在断裂带或其两侧一定的范围内，沿其走向方向狭长的条带状，范围是有限的，完全可以采取避开建设的措施，根据建筑物重要性不同，避开的距离可采用不同的建筑安全距离。