地球物理学进展  2017, Vol. 32 Issue (5): 1893-1900   PDF    
活动断层及其“避让带”宽度的研究历史与现状
郭婷婷1,2, 徐锡伟3, 于贵华3, 袁仁茂3, 陈桂华3     
1. 山东省工程地震研究中心, 济南 250021
2. 山东省地震局, 济南 250014
3. 中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室, 北京 100029
摘要:本文针对活动断层及其活动断层“避让带”宽度等研究领域,系统总结了其国内外研究历史与发展现状.讨论分析了其研究进展中存在的问题,以及对其作了研究展望与建议.其研究结果为活动断层“避让带”宽度的确定提供基础资料,为建筑工程“避让”活动断层提供科学依据.
关键词活动断层    “避让带”宽度    地震地表破裂带    建筑物破坏    
Research history and current situation of active faults and their avoidance zone width
GUO Ting-ting1,2 , XU Xi-wei3 , YU Gui-hua3 , YUAN Ren-mao3 , CHEN Gui-hua3     
1. Shandong Research Center of Engineering Earthquake, Jinan 250021, China
2. Earthquake Administration of Shandong Province, Jinan 250014, China
3. Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano, Institute of Geology, CEA, Beijing 100029, China
Abstract: According to the active faults and their avoidance zone width, their research history and current situation of development at home and abroad are systematically summarized, Existing problems in the research progress are discussed, and the prospect and suggestions for research are done. The research results can provide basic data for determination of avoidance width of active fault, and provide scientific references for buildings avoidance from active faults.
Key words: active fault     avoidance width     earthquake surface rupture     buildings damage    
0 引言

地震是破坏力大、危害严重的突发性自然灾害,威胁着人类生命与建筑物的安全.在1906年美国旧金山地震、1923年日本东京地震以及2008年四川汶川地震中,地震瞬间将大片建筑物夷为平地,人员伤亡惨重,经济损失特别严重.大量震害实例分析以及野外地质考察与建筑物震害情况调查结果表明(Yeats et al.,1997李志强等,2008清华大学土木结构组等,2008孙景江等,2008吴珍汉等,2008徐锡伟等,2008赵伯明和徐锡伟,2008周庆等,2008郭婷婷等, 2009, 2010a, b于贵华等,2009Guo et al.,2012):活动断层的突发性错动是产生地震的主要根源,活动断层沿线是建筑物破坏与人员伤亡最为严重的区域.究其原因,主要是活动断层同震地表破裂、地面错动、强地面震动及其引发的次生地质灾害造成的建筑物倒塌、毁坏所导致.

汶川地震与多次历史地震震害实例表明,直接建在发震活动断层上及其沿线上的房屋大多数发生严重破坏,甚至全部倒塌.越靠近发震活动断层,建筑物破坏就越为严重,直接建在发震活动断层上的建筑物基本全部垮塌;远离活动断层的建筑物破坏则较轻.目前人类所掌握的科技水平及工程措施尚无法阻止地震断层错动对地面建筑物的直接破坏,地震极震区具有沿发震断层呈狭窄的带状分布特征(徐锡伟等, 1996, 2002a).震害案例分析充分证明,建筑物的选址一定要避开具有发震能力的活动断层,须根据当地实际地质情况,合理确定活动断层“避让带”宽度(徐锡伟等,2002a徐锡伟,2006周庆等,2008),以有效避开活动断层同震错动对地面建筑设施的直接破坏,减轻可能遭遇的地震灾害损失.

本文针对活动断层以及其活动断层“避让带”,详细的对其国内外研究历史与现状进行阐述,讨论分析了其研究进展中存在的问题,以及对其作了研究展望与建议.其研究结果为活动断层“避让带”宽度的确定提供基础资料,为建筑工程“避让”活动断层提供科学依据.

1 活动断层的研究历史与现状 1.1 国外活动断层的研究历史与现状

活动断层也称活断断裂,活动断层的研究首先是从研究地震灾害开始的.早在19世纪下半叶,Lyell、Gilbert、McKay、Suess等认为地震是断裂运动的结果,但直到20世纪初,“活动断层”这个名词才真正从科学意义上被提出.Lawson(1908) 在对圣安德列斯断裂和1906年旧金山8.3级地震的地震断层进行研究后,首次提出了“活动断层”这一专业术语.随后,Wood(1916)Willis(1923) 相继提出对活动断层的定义,即活动断层是过去1万年或者晚第四纪发生过位移的断层.1927年,日本多田久男也使用活动断层这一名词.

自20世纪50年代以来,美国、日本和前苏联等国家相继加强了活动断层的区域调查、填图和相应的理论研究,并在判定活动断层的地震危险性、大震复发周期、活动断层分段、工程稳定性评价等方面取得了重大进展, 并相继出版了美国阿拉斯加和加利福尼亚等州的活动断层图以及日本活动断层图集(Jenning,1975日本活动断层研究会,1980).1973年美国原子能委员会(USNRC)提出了能动断层,并对其规定:在3.5万年内有过一次或多次活动的断层,和能动的断层有联系,且沿该断裂带仪器记录到小震活动和多次的历史地震事件,或该断层发生过蛹动.国际原子能机构(IAEA)除上述三条外,又增加了两条规定:即晚第四纪它们有过活动,以及沿该断层有地面破裂证据.

自20世纪70年代开始,随着科学技术的发展,众多学者对活动断层的研究已从定性研究推进到了更加定量化和实用化的研究阶段,研究不断深入.1968年Allen(1968) 把圣安德列斯断层沿其走向划分了5个活动情况不同的区域,而R.Wallace在1970年又将其分为活动习性不同的9段(Wallace,1970).1982年Slemmons提出了断层的“地震破裂分段模式”(Slemmons,1982),将以前断层分段性的概念(Allen,1968Wallace,1970) 进行了引申,把一个单元一次地震破裂的断层段看作破裂段,认为各个独立的地震破裂段与其邻段不但地震构造特征不同,而且可以由明显的不连续部位相区分.1971年美国学者在San Fernando地震中,注意到活动断层地震同震错动产生的地震灾害呈带状分布的现象.1972年美国加州政府通过了针对地震断层的“特别调查带”(Special Studies Zones).1982年Shwartz在“断层性质和地震孕育过程”讨论会上分析圣安德烈斯断裂资料时涉及了断层分段的问题.1984年,Shwartz对断层分段作了具体深入分析(Schwartz,1984).

20世纪90年代,美国洛杉矶北岭、日本神户(阪神)、土耳其伊兹米特、中国台湾集集等地发生的一系列地震均沿着先存活动断层发生,使得许多国家和地区相继实施了活动断层研究与减灾项目,试图对具有发震能力的活动断层进行探测,来进行抗震设防以便减轻可能遭受的地震损失.1994年美国洛杉矶北岭地震后,美国政府在洛杉矶地区实施了LARSE计划等,在加利福尼亚州及其邻近海域组织了大规模的活动断层探测工作,通过人工地震探测、钻探等手段,揭示出洛杉矶盆地之下可能发生破坏性地震的隐伏活动断层(Fuis et al.,2001).1995年日本阪神地震后,日本政府修改了原有的减灾政策,加强了对活动断层的研究,制定了东京、阪神等地隐伏活动断层的详细调查计划.近年来,世界各国与地区一直开展对具有潜在发震危险的活动断层的探测工作,并作了相应的地震危险性评价工作,特别注重浅部活动断层与深部孕震环境的地质与地球物理综合分析,以便确定未来破坏性地震的发生地点与震级上限,继而有效地减轻地震损失.

1.2 国内活动断层的研究历史与现状

20世纪初,“活动断层”这个术语在国内最早是由李四光于1920年提出的.目前,我国专家学者普遍认同:活动断层是指距今10万年以来活动过,或现今正在活动,并在未来一定时期内仍有可能活动的断层(邓起东,1991徐锡伟等,2002a中国地震局,2005).翁文灏(1930) 首先将中国进行了地震带划分,并认为地震与第三纪—第四纪的断层活动有关系.1956年,中国科学院地学部召开了第一次全国新构造运动座谈会,黄汲清、徐煜坚等专家对中国不同地区的断层新活动进行了交流和讨论.在1966年河北邢台7.2级地震后,国内开展了较大规模的活动断层研究工作,20世纪60—70年代,全国范围内进行了活动断层概括性的区域调查,主要是确认活动断层的存在及其分布,到80年代末90年代初开创了一套活动断层大比例尺地震地质填图方法和技术.多位专家学者发表了川滇地区活动断层、四川炉霍、河北唐山等大震区活动断层等方面的学术论文(邓起东等,1973李玶等,1975).1971-1977年期间,邓起东、张裕明等主持了第二代中国地震烈度区划工作.其中,活动断层成为划分地震区带的重要依据;且活动断层的最新活动性及发震构造特征是确定地震危险区及其最大潜在地震震级的基本依据.

20世纪80年代,国内活动断层研究由定性研究逐渐过渡到定量研究阶段.1981年,丁国瑜等主持了对1931年新疆富蕴8级地震地表破裂带与活动断裂带的综合研究,并出版了《富蕴地震断裂带》一书;1987年,邓起东主持了对宁夏海原活动断裂带进行的1/5万地质填图和定量研究,出版了全国第一份1/5万比例尺的活动断裂带地质图以及《海原活动断裂带》专著(国家地震局地质研究所等,1989国家地震局地质研究所和宁夏回族自治区地震局,1990a);1983-1986年间,汪一鹏与邓起东主持完成了鄂尔多斯地块周缘活动断裂带的综合研究,出版了专著《鄂尔多斯周缘活动断裂系》(国家地震局《鄂尔多斯活动断裂系》课题组,1988).20世纪80—90年代,国家地震局通过“七五”、“八五”和“九五”重点研究项目对中国活动断裂进行了逐步深入的定量研究工作.

20世纪90年代起,随着地震物理探测技术以及新方法的不断发展,活动断层的研究也得到深化.中国关于祁连山与河西走廊、昌马、阿尔金、西藏中部等一系列活动构造带的研究专著相继出版,它们构成中国活动断裂研究专辑系列的第一批成果(国家地震局地质研究所和云南省地震局,1990b国家地震局《阿尔金活动断裂带》课题组,1992国家地震局地质研究所和国家地震局兰州地震研究所,1993).期间,许多专家学者(宋方敏等,1998邓起东等,2000) 在活动断层定量研究中获得了一些成果.1994年邓起东、张培震等在天山地区开展活动逆断裂和褶皱及其与大地震关系研究,通过1/5万地质填图详细研究了天山再生造山带的活动逆断裂和褶皱,提出了逆断裂-褶皱带地震的发震模式(张培震等,1994邓起东等,2000);1995年张培震等(张培震和邓起东,1995张培震和毛凤英,1996) 发展了利用断裂分段长度与滑动速率、由宏观地震矩估计地震平均复发间隔的方法.徐锡伟等针对华北一些大震区定量研究了隐伏活动断层,并验证了该区典型孕震构造发震模式与深-浅构造耦合关系(徐锡伟等, 2000, 2001, 2002b).

20世纪90年代,我国开始对一些城市的活动断裂或隐伏断裂进行探测和研究工作,并取得了很好的活动断层探测成果.90年代末,我国开始全面制订大城市活动断裂探测和地震危险性评价计划,在徐锡伟首席主持下,中国在北京、上海和天津等20个大、中城市开展了城市活动断层探测与地震危险性评价项目,采用多种探测与调查技术手段,对各城市断层进行精确定位和活动性评价,做活动断层地震危险性和危害性评价,并产出一系列研究成果(徐锡伟等, 2001, 2002b, 2011邓起东, 2002, 方盛明等,2002邓起东等, 2003, 2007中国地震局,2005卢振恒,2007).1999年中国台湾集集地震发生后,台湾实施了“地震与活动断层研究”计划,对集集大地震的发震断层以及相关地区的活动断层进行探测.近年来,我国活动断层探测工作已经在全国大范围内全面开展起来,这项工作对减轻地震灾害具有重要意义,并取得了很好的探测成果,能够积极的为城市规划以及西部大开发中重大建设项目的选址提供参考依据.

2 活动断层“避让”的研究历史与现状

活动断层“避让”是需要避开直接能够产生地表破裂的未来同震错动面.确定“避让带”宽度的原则是有效避开活动断层同震错动对地面建筑设施的直接破坏,减轻可能遭遇的地震灾害损失.下面将国内外对活动断层“避让带”相关资料进行介绍.

2.1 国外活动断层“避让”的研究历史与现状

在1971年美国圣费尔南多(San Fernando)地震期间,美国科学家与政府官员注意到地震断层产生的直接地震灾害以及活动断层地表同震错动产生的地震灾害呈带状分布现象,并于1972年初,加州政府通过“特别调查带”法案(Special Studies Zones),1994年加州洛杉矶北岭地震后,又将其修订为“地震活动断层划定法案”(Earthquake Fault Zoning Act),即对于地表确认存在的活动断层,要规范在其正上方和邻近地区的开发和建筑行为.其主要目的是防止房屋建在活动断层的地表形迹之上,并规定在地震断层两侧各避让15 m.本法案主要内容是:州政府按一定程序公布活动断层条带,若开发方案涵盖了活动断层条带,在具体方案核准之前,须委托专业技术人员进行详细的地质调查与鉴定,撰写调查报告,若发现活动断层,则必须在活动断层两侧各避让15 m后才能建造供人居住的建筑物,但独户木架结构或钢架结构不超过二层楼的住宅,且不属于4个单位以上共同开发方案,可以不受本法案限制.美国犹他州盐湖自然资源部于2003年通过了犹他州断层地表破裂危害性评价指南(Christenson et al.,2003).其中,以表格与公示的形式量化地给出了各种类型居住建筑物的避让距离(表 1图 1).

表 1 犹他州IBC规范中分类居住建筑避让距离推荐和研究及风险系数U Table 1 Study and setback recommendations and criticality factors(U) for IBC building occupanc classes

图 1 断层避让参数公式及示意图(Christenson et al.,2003) (1) 该方法及公式仅适用于正断层,其他断层需地质专家提供使用依据报告;(2) F为基础埋深;D为断层活动最大垂直位移;S为避让距离;U为风险系数. Figure 1 Formulas and schematic diagram showing variables used to determine setbacks(Christenson et al.,2003) (1) The calculation method is for use with normal faults only. If reverse, thrust, or strike-slip faults are present, the geologist should provide the geologic justification in the report for the method used; (2) F is embedded depth of foundation; D is expected fault displacement per event; S is setback within which buildings are not permitted; U is criticality factor.

欧洲规范8(Eurocode8)2003版是欧共体委员会编制的关于结构抗震的规范.其中给出:严格禁止建筑物和重要构筑物紧邻建立在活动断层上;在2006年雅典召开的欧洲技术委员会会议上专门且全面总结了EC8的应用,大会专家一致建议并提交欧洲标准委员会修改其中的4.1条:在没进行合适正确的地质构造和建筑物结构分析的前提下,都不能把建筑物和重要构筑物建立在紧邻活断层上,并给出了“紧邻”的避让量化建议表及断层迹线(基岩两盘破裂主线)和土层至基岩厚度H(Bouckovalas,2006).

为避免地表断层活动时,位于其正上方的房屋或建筑物因断层错动而受到破坏,日本制定了《活动断层法》(汪一鹏,2010).此法案作出了以下规定:“在离断层线一定距离的范围内不许建设或建设时必须采取一定对策”,这项规定是否包括个人住宅还有争议.但是对于原子能发电站、大型水库等公共性能类别的建筑物、易被破坏的危险性建筑物,必须依法给予必要的规定和限制.

意大利Paolo和Paolo等(2010) 给出了基于2009年L’Aquila地震(中震M 6.3,同震位错10~12 cm)的Apennine山正活动断层的地震断层带(EFZ)和避让宽度(S)量化值: (1) 有明确的断层迹线时,上盘EFZ=150 m,下盘EFZ=30 m,上盘S=40 m、下盘S=15 m、EFZ=180 m;(2) 无明确的断层迹线,但两盘迹线之间地质不确定带(g.u.)可测出时,上盘EFZ=150 m、下盘EFZ=30 m、EFZ=g.u.+180 m,S无法给出;(3) 无明确的断层迹线,且两盘迹线之间地质不确定带(g.u.)亦不可测时,上盘EFZ=150 m,下盘EFZ=150 m,EFZ=300 m(张建毅等,2012).

日本Konagai总结了前人资料,给出了基于限制等级参数(ζ)的活动断层附近建筑物危害的评价方法,即:(1)ζ>1时,有较浅埋的刚性底板基础的建筑可建在迹线不明的断层上;(2)ζ>1时,若断层确定,建筑物距离断层迹线至少α×ζ×H远.其中ζ=D/γyHH为覆盖层厚度,D为基岩位错,γy为土剪坏应变,α为断层类型(正、逆、走滑)系数(Konagai,2003张建毅等,2012).

2.2 国内活动断层“避让”的研究历史与现状

中国台湾地区营建署1998年给出了限制山坡地的避让范围,即“地质结构不良、地层破碎、活动断层或顺向坡有滑动之虞者,不得开发建筑”.在1999年台湾集集大地震后,针对断层错动直接摧毁的建筑物是否重建问题,台湾营建署当年初步决定实行永久性禁、限建设计原则:活动断层线明确地区的两侧各15 m范围内及部分断层线不明确地区,不得兴建包括学校、医院、警察局、消防救灾等公共建筑及大型公众营业场所,对于私有建地仅限于建造二层楼以下建筑物(徐锡伟等,2002a).

汶川地震后,我国《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和《中华人民共和国防震减灾法》等国家标准、法律法规均对活动断裂的避让做了新的规定.

我国国家标准《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001) 于2010年作了修订.其中列出:对于强烈全新活动断裂,设防烈度9度时宜避开断裂带约3000 m,设防烈度8度时宜避开1000~2000 m,并宜选择断裂下盘;对于中等全新活动断裂,宜避开断裂带500~1000 m,并宜选择断裂下盘;对稍弱全新活动断裂,宜避开断裂带,建筑物不得横跨断裂带.

汶川地震后,我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010) 分别于2008年、2010进行了两次修订.目前规定为:场地内存在发震断裂时,应对断裂的工程影响进行评价,并应符合下列要求:(1) 对符合下列规定之一的情况,可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响:① 抗震设防烈度小于8度;② 非全新世活动断裂;③ 抗震设防烈度为8度和9度时,前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60 m和90 m.(2) 对不符合上款规定的情况,应避开主断裂带.其避让距离不宜小于表中对发震断裂最小避让距离的规定,即,按照建筑抗震设防类别和设防烈度双指标,烈度Ⅷ和Ⅸ度时甲类建筑专门研究;乙类建筑在Ⅷ和Ⅸ度不宜小于200 m和400 m;丙类建筑在Ⅷ和Ⅸ度不宜小于100 m和200 m;在避让距离内确有需要建造分散的、低于3层的丙、丁类建筑时,应提高一度采取抗震措施,并提高基础和上部结构的整体性,且不得跨越断层线.

在汶川地震后,我国于2008年12月27日对《中华人民共和国防震减灾法》作了新的修订.其中指出:地震灾区内需要异地新建的城镇和乡村的选址以及地震灾后重建工程的选址,应当符合地震灾后恢复重建规划和抗震设防、防灾减灾要求,避开地震活动断层或者生态脆弱和可能发生洪水、山体滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷等灾害的区域以及传染病自然疫源地.

徐锡伟等(2002a)研究指出,基于不同类型活动断层产生的地震地表破裂带宽度和跨断层探槽地质剖面的地层强变形带宽度等观测事实,结合地面建筑设施毁坏带与活动断层密切的空间位置关系,采用统计分析方法,确定了活动断层“避让带”宽度为30 m.各活动断层更为准确的“避让带”宽度可通过分析跨断层探槽地质剖面上地层的变形特征加以验证或修订;活动断层斜列阶区、平行次级断层围限区、走向弯曲区等特殊地域的“避让带”宽度为这些地域宽度与两外侧各15 m之和.1999年台湾7.6级集集地震发生后,其发震断层车笼埔断层的地表错动将建在其上及两侧十几米范围内几乎所有夷为平地,而十几米以外的建筑物结构则基本完好(李锡堤等,2000).周庆等(2008) 根据汶川8.0级地震地表破裂带的实地调查,龙门山断裂带中央断裂与前山断裂地表破裂带宽度自北向南一般 < 40 m.结合以往历史强震地表破裂带的宽度统计,提出汶川8.0级地震灾后重建时,极震区地震断层两侧“避让带”宽度为25 m.于贵华等(2009) 以汶川地震地表形变带的实地测量数据为基础,结合沿实测地震地表变形剖面建筑物破坏情况的调查与测量,分析了不同地震地表变形类型及其建筑物破坏特征,定量化地讨论了地表变形梯度与建筑物破坏程度间的关系,提出无论地震地表变形表现为何种类型的断层陡坎,强变形均局部化在宽10~30 m的地表破裂带内.赵纪生等(2009) 应用汶川地震现场调查建筑物震害评估结果,统计分析了汶川MS 8.0地震地表位错与破裂带宽度之间的关系,给出了一个双曲线模型用来保守估计地表破裂带宽度,并给出汶川地震地表破裂迹线范围内重建建筑物的避让距离为15 m.张永双等(2010) 系统调查了龙门山中央断裂带地表破裂的垂直和水平位移以及地震地表破裂影响带宽度,并采用物探测试方法对部分影响带宽度进行了验证.统计结果表明,汶川地震地表破裂影响带宽度主要集中在16~60 m.并根据现场调查结果与借鉴国外经验提出,上盘避让宽度下限一般不应低于15 m,下盘避让宽度下限不应低于10 m.张建毅和薄景山(2010) 根据玉树地震的样本资料并结合他人结果,给出了8度区框架结构避让主破裂带距离大于15 m,砌体(空心砖)结构避让主破裂带距离大于30 m基本能保证不发生严重倒塌,并给出了距地表主破裂距离(D)的典型建筑物震害指数(I)公式I=0.7969-0.00231D.郭婷婷和徐锡伟(2013) 综合分析大量汶川地震地表破裂带宽度资料与其他逆冲型断层历史地震地表破裂带宽度数据,采用统计分析方法,计算得出逆冲型活断层“避让带”的有效宽度约为30 m,并给出活断层上盘的避让宽度约20~22.5 m,下盘的避让宽度约为7.5~10 m.胡平等(2013) 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,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.雷启云等(2015) 基于活断层研究的基本方法, 分别以贺兰山东麓断裂和银川隐伏断裂为例, 通过对活断层构造活动历史的分析, 以活断层的“过去”预测“未来”, 为裸露和隐伏活断层的工程避让提供依据.徐锡伟等(2016) 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2:1至3:1,并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.

3 研究进展中存在的问题

大量历史震害实例表明,活动断层的突发性错动是产生地震的主要根源,且活动断层沿线是建筑物破坏与人员伤亡最为严重的区域.据相关统计,地震时90%的人员伤亡是由于各种建筑物倒塌造成的.建筑物破坏主要有两方面:震中区形成较强的地面振动使得其上建筑物遭受破坏,和强震岩体错动贯通地表导致其上建筑物被错断破坏,即可概括为强震地震动效应和强震地面破裂效应这两个方面.基于这两方面效应,来讨论分析建筑物破坏情况与原因,前人也做了大量的工作,在前面已经做了介绍与评述,但是也存在一些问题,如下所示:

(1) 对于进一步分析活动断层“避让带”宽度问题,即如何确定这个数值来抵抗强震地面破裂效应?就需要定量分析同震地表破裂带宽度与建筑物破坏特征之间的关系.前人对地震地表破裂带变形量、变形局部化特征与地面建筑物破坏之间关系进行深入的分析与研究还比较少,仍需要对强震地表破裂与建筑物破坏情况进行收集与深入分析研究.

(2) 随着中国经济的迅速发展,各种类型的建筑物拔地而生.现行建筑物的“抗震设防”要求与建筑抗震设计规范是否能确保建筑物能够经受强烈地震的考验,需要在实际地震灾害中予以检验.汶川地震千年一遇,是一场灾难,同时它也是一座宝藏.它检验了建筑物在面临强震地震动效应时的抗震性能,并提供给科研工作者大量地震地表破裂资料与各种类型的建筑物破坏基础资料,这是以往很难获取的一手资料.虽然近年来也发生过强震,如2001年11月14日青藏高原北部NWW向展布的东昆仑断裂带发生过8.1级昆仑山库赛湖地震,震级与汶川震级相当,但是那是发生在无人区,其地理位置与人文环境掩盖了我们建筑工程的抗震性能问题.以往的有关地震地表破裂资料与各类建筑物震害资料也很少,不利于我们工程建设与科学研究工作的自查与反思,研究分析也不能够深入与全面.

(3) 建筑物的工程场地选择是建筑工程抗震设防的首要环节.要使建筑物能够抵挡地震灾害的破坏,选址是前提与基础.汶川地震震害分析表明,直接建在断裂带上及断裂带沿线上的房屋大多数发生严重破坏.越靠近断裂带,建筑物破坏越为严重;远离断裂带的建筑物破坏则稍轻.我国在汶川地震后,于2008年12月27日对《中华人民共和国防震减灾法》作了新的修订,对建筑物避开活动断层有了规定,但是仍缺少“避让”距离的法律依据,仅在《建筑抗震设计规范(GB 50011—2010)》规定丙类建筑(一般工业、民用建筑)在抗震设防烈度为Ⅷ度时,发震断裂的最小避让距离为100 m;设防烈度为Ⅸ度时,发震断裂的最小避让距离为200 m.但是其避让距离偏大,在平原很少的川西山区地区基本无法实施.因此,利用汶川地震震害资料,开展活动断层“避让”的研究分析工作,适当缩小活动断层“避让”距离,在极大考虑土地资源有限的情况下积极有效的减小地震灾害问题,是有现实意义的.

4 研究展望与建议 4.1

在积极开展大规模的城市活动断层探测工作的基础上,加深研究地震危险性评价工作,特别注重浅部活动断层与深部孕震环境的地质与地球物理综合分析,以便更好的确定未来破坏性地震的发生地点与震级上限,继而有效地减轻地震损失.

4.2

收集与整理更丰富的地震后建筑物类型与破坏情况,进一步的定量分析定量分析同震地表破裂带宽度与建筑物破坏特征之间的关系,以便更好为建筑物“避让”活动断层提供参考依据.

4.3

建筑物“避让带”宽度的影响因素很多,不仅与覆盖层厚度、断层类型、断层倾角、地层组合等地质因素有关,而且还与地面上建筑物类型与结构有关.可以通过数值模拟的方法,综合考虑这些因素,并综合考虑这些因素拟合形成一个公式出来,能较为方便的用于工程实践.

致谢 感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持!
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