非發震斷層對工程建筑物穩定性的影響

羅中紅　任戍明　羅永強　劉生新　劉倩

【摘??要】本文結合三期公租房建設項目，利用地球物理勘探方法，通過非發震斷層的電阻率、重力密度變化，對非發震斷層對工程建筑物基巖穩定性進行了分析，結果表明：非發震斷層對工程建筑穩定性受建筑地基、地基下伏巖體形狀及軟弱夾層、建筑層數等因素的影響。總的來說，非發震斷層對建筑物穩定性的影響較小。但是，當非發震斷層伴隨著孕震存在時就極其危險，應盡量避免。

【關鍵詞】非發震斷層;建筑物;物探;穩定性評價;巖溶

The?influence?of?non-seismic?fault?on?the?stability?of?engineering?buildings

--?taking?the?foundation?stability?of?the?public?rental?house?of?the?third?phase?of?the?school?as?an?example

Luo?zhonghong，Ren?shuming，Luo?yongqiang，Liu?shengxin，Liu?qian

（1.College?of?mining?engineering，guizhou?institute?of?engineering?and?applied?technology，bijie?551700，China）

Abstract：in?this?paper，combined?with?the?third?phase?of?public?housing?construction?projects，using?the?geophysical?prospecting?method，through?the?seismogenic?fault?of?the?resistivity，gravity，density?changes?of?the?seismogenic?fault?rock?stability?of?engineering?building?are?analyzed，the?results?show?that?the?seismogenic?fault?by?building?on?the?stability?of?engineering?building?foundation，foundation?underlying?shape?of?rock?mass?and?weak?interlayer，the?influence?of?factors?such?as?architectural?layers.Generally?speaking，the?non-seismic?fault?has?little?effect?on?the?stability?of?buildings.However，it?is?extremely?dangerous?to?avoid?the?occurrence?of?non-seismic?faults?with?gestational?earthquakes.

Keywords：non-seismic?fault，building，geophysical?exploration，stability?evaluation，karst.

1引言

近年來，學校新建了各類基礎設施，永寧鎮組中常見的巖溶、斷層和背斜構造及其所引發的地質災害已經對大型建筑物的地基穩定性構成了嚴重威脅。本文結合學院三期公租房建設項目，從多個角度對工程建筑物的地基穩定性進行了分析。

學校三期公租房位于貴州省畢節市七星關區貴州工程應用技術學院內，場地地質構造屬于揚子準地臺黔北臺隆部分，地質發展多次升降運動展布，形成北北東向、北東向構造格局。

區域地層區域分布地質圖（據貴州省地質礦產局區調大隊.貴州省區域地質志[M].地質出版社，1987）

場地地層主要為雜填土和下伏基巖，其基巖為三疊紀永寧鎮組地層，在場地附近有一條北東向隱伏非活動性斷層通過，巖溶較為發育。前人提出斷層對場地的地震動有明顯的影響，距斷層越近的場地震動的放大系數越大。對于垂直斷層，場地的振幅放大效應對稱分布，而傾斜斷層對其上盤地震動的影響要大于下盤

場地地震動的影響。斷層破碎帶厚度變化對場地的地震動影響不大，而斷層的深度變化對場地地震動的影響作用明顯[1]。非發震斷層所表現出來的實際地襄效應具有很大的隨機性，其隨機程度受控于斷層自身要素的組合型式及各種外部?條件[2]。且研究區屬喀斯特地區，地質構造復雜，以碳酸巖為主的地層巖溶地貌發育[3]。

2地質概況

研究區位于揚子準地臺，在受都勻運動、廣西運動、燕山運動、喜馬拉雅運動的大影響外[4]，其主要受德溝背斜的影響，區內巖漿活動較少，畢節區內出現峨眉山玄武巖。

2.1地層

實測剖面圖

研究區出露地層為永寧鎮組（T1yn）地層以及極少飛仙關組（T1f）及第四系地層，詳細描述如下：

永寧鎮組（T1yn）地層組成了區的基本結構，按巖性不同由下而上分為四個巖性段，其中在地表主要出露了二段和三段灰巖。泥質灰巖、白云質灰巖、泥巖等。

第一段：下灰巖段（T1yn1），灰、深灰色薄至厚層灰巖、蠕蟲狀灰巖，數層厚數十厘米至十余米灰巖中至厚層泥質灰巖。

第二段：泥巖夾灰巖段（T1yn2），灰、黃灰、黃綠及少量紫紅色薄至中厚層泥巖，含白云質泥巖，夾雜灰、黃灰、深灰色中至厚層鈣質泥巖、泥質灰巖、蠕蟲狀灰巖及泥質白云巖，有時夾少量鮞狀灰巖。

第三段：上灰巖段（T1yn3），灰、深灰色中至厚層灰巖，蠕蟲狀灰巖，具縫合線及層紋狀構造。上部夾少量灰、黃灰色中至厚層泥質白云巖及白云質灰巖;下部含泥質，局部為泥質灰巖或泥灰巖。

第四段：白云巖、溶塌角礫巖段（T1yn4），上部為黃灰、灰色中至厚層溶塌角礫，夾少量泥質白云巖、含泥質白云巖，夾白云巖，含泥質灰質白云巖、白云質灰巖、少量溶塌角礫巖及偶夾灰巖或灰巖透鏡體。

飛仙關組（T1f）：主要為紫紅色粉砂質粘土，含砂質頁巖。

第四系浮土（Q4x）：由坡積物或沖積物于地形低洼處堆積而形成，主要為灰色、褐色含砂質粘土、砂、礫組成，其厚度約在10米左右。

2.2構造

研究區主要受德溝背斜的影響，德溝背斜位于畢節市老城以南的蘭家灣，東南頭步橋、東北梅花山之間地帶;處于東經105°?16'?27"--?-105°?21'37"，北緯27°16'21'--?27°?19'?36"之間，呈北東-南西向。東西約8.15公里，南北約6.7公里，面積約33.5平方公里。倒天河自西北而東南橫穿背斜核部，至流滄橋處改向東北沿該背斜東翼流經師專，到大橋（原小橋）附近轉向南流，經化肥廠向東流出該背斜展布區[5]。

3研究方法與過程

影響建筑物穩定性的因素是多樣的如結構形式、層數、地基基礎等諸多因素的制約，鑒于此，本文將只對非發震斷層電阻率與重力密度變化進行分析

我們對三期房進行了高密度勘探，總共布置了兩條線，瑞利波勘探

3.1高密度電法勘探

本次使用的儀器是BJ-YDZ128礦用本安型高密度電法儀

通過專業軟件進行數據成圖再進行系統的分析與處理，如圖3-1、3-2

高密度探測利用天然場源進行地球物理勘探，勘探深度大，精度高。由電阻率類型曲線圖和電阻等值線圖，以及結合前面地震的勘探結果。整個剖面上，在深度約為5米處出現高阻地段，推測可能為基巖出露，其長度約為60米，在40米至60米處出現低阻地段，深度約為13米，推測可能存在洞穴或積水。在地表處也發現了部分低阻，可能為積水所致。在80米至100之間存在高低阻差異，根據兩端巖石，推測可能為巖性分界面。如圖3-1。

3.2瑞利波勘探

YTR（D）瑞利波探測儀，設計采用了區區8風24位ADC、嵌入式PC/104工業控制機、EPLD及FPGA等先進技術。為進一步解決瞬態瑞利波探測技術中的多分量數據采集問題、提取有效瑞利波信號而采取的極化濾波手段、瑞利波層速度分析、進行瑞利波正反演地震模型計算奠定了良好的基礎。數據采集控制程序是在Windows中。實現無鍵盤操作，儀器中的數據文件管理采用WINDOVO5O中的文件管理方式。

進行專業數據軟件成圖，進一步解譯，所成圖如下：圖3-3、圖3-4

大地頻率測深利用天然場源進行地球物理勘探，勘探深度大，精度高。增大了深度的探測。在約20-60米，深度30-40米處的地方出現低阻，可能為溶洞，在60-80米為分界線，左邊為高阻，右邊為低阻，推測往下可能也為巖性分界點，也可能存在斷層。

地震映像圖，它可以大致反映地下地層的起伏情況。從中可以看出整體上地層起伏情況，在側線約5-20m處出現上凸的波形同相軸，結合反射波和當地施工情況推斷可能為工程建設形成的空洞;約50-100m處出現下凹的波形同相軸，推斷可能為凹槽或者是破碎帶。附圖3-4

4結果與討論

（1）斷層的地震效應是多方面因素組合的結果。在某種特定的組合型式下，斷層能使震害明顯加重，在另外一種組合型式下，斷層區域的震害也許并不嚴重，可按一般巖土進行評價。

（2）斷層帶及兩盤上的地面反應還深受下伏基巖形狀的影響。對于具有一定錯距的斷層在遭受未來地震襲擊時，斷層帶及其上盤、下盤三者的震害程度更是截然不同。

（3）軟弱夾層強度低、易發生變形，對建筑物的抗震是一個潛在威脅。軟弱夾層對加速度很敏感，地震波通過軟土層時其振動能量衰減較快，表現出消震作用，有其對抗震有利的一面。

（4）與發震斷層屬同一構造體系，相互配套的斷層參與了發震過程，而與發震斷層相交的斷層雖不屬于同一體系，但很可能也參與了孕震，或被觸動牽引而重新活動，使得斷層帶震害有所加重。

（5）非活動斷裂對建筑影響較小，沒必要專門避開這一地，但當斷層破碎帶淺埋且破碎時，要求對跨越破碎帶的房屋地基與基礎設計按不均勻地基來對待，但是當存在孕震的情況下，非發震斷層，也是相當危險的，應該避開，以避免地震。

參考文獻：

[1]劉向峰，王來貴.非發震斷層場地地震動力響應特性研究[J].遼寧工程技術大學學報，2005，24（1）：48-50

[2]石玉成，陳丙午.非發震斷層的地震效應問題[J].西北地震學報，1994，16（1）：12-19

[3]胡正濤.巖溶地區斷層對建筑場地地基穩定性影響探討[J].中國西部科技，2008，07（35）：11-12

[4]貴州省地質礦產局區調大隊.貴州省區域地質志[M].地質出版社，1987

[5]?莫世江.畢節德溝背斜的構造分析[J].畢節師專學報，1996，第1期：36-39

（作者單位：1.貴州工程應用技術學院礦業工程學院）