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我国的活断层分布广泛,断层地震破坏性巨大。断层错动及地震震动是断层地震的两种表现形式,断层断错性地表断裂必须通过避让来解决。大断层控制区域地质结构的演化,而数量多、分布广范、隐蔽性强的小断层则威胁着城市地表建筑和地下生命线系统,其危害性更大,不容忽视。我国十五重大工程项目《城市活断层探测与地震危险性评价》对全国21个城市进行活断层探测,为城市活断层设防提供了可能性。但是,现阶段我国的断层场地评价体系还不健全,对断层地震的发生规律及影响因素的了解还不够全面。本文以1900年至2009年的伴有地表断裂的断层地震数据为依据,进行统计分析。论文主要工作包括:
1、统计数据:本文统计了我国大陆(包括台湾地区)1900年至2009年的伴有地表断裂的断层强震,共得到42条代表性数据。统计中发现西部的地震频率和强度都高于东部,但西部的地震记录和描述都不如东部详尽。现有的统计数据反映的特性,可能对东部偏大、对西部偏小。对我国的断层设防应分区进行,不应一概而论。我国伴有构造性地表断裂的最小震级为6.4级。
2、主要研究了断层错动类型、震级、震源深度、震中烈度、覆盖土层等方面对断层场地地表断裂特性的影响。回归分析得到了我国的断层场地地表断裂长度与震级关系的模型,测算认为7度设防地区的隐伏断层地震可能产生构造性地表断错,应加强7度设防区隐伏断层的探测工作;断错地震的震源深度集中在地下5km至30km之间,分布规律不明显;地表断裂长度和宽度均与阵中烈度密切相关,阵中烈度达到11度时,长度达到最大,宽度饱和;覆盖层土体特性及厚度对断错有直接影响,本文提出用场地类型来反映覆盖层对破裂的影响,提出了场地类别-断裂地表形变影响指数。一般来讲,I类场地的断层断裂会直通地表,需要直接避让;IV类场地的断层断裂不会错断上覆土体,不会直通地表,无需避让;II类和III类场地,随场地类别的不同其断错的危险性不同,相同震级的断层错动II类场地比III类场地危险,相同场地条件下随震级的增大断错系数增大。
3、充分论证了实施避让的可行性。回归分析得出了地表断裂带宽度与震级关系的模型,由于数据的离散性较大,用模型计算的8级以上地震地表破裂带宽度值偏小;提出了我国现行建筑抗震设计规范中对断层避让距离规定的不足:没有考虑东、西部地震频度和强度的差异。完善了断裂两侧危险区域划分体系,并分别给出了东部和西部的避让距离取值。东部的最大断裂带宽度可取70m,西部取值离散性较大,需要具体评估。