地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (6): 1426-1443.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.06.012
• 研究论文 • 上一篇
王一鹰1)(), 孙茜茜2),*(), 朱猛3), 王纪强4), 时丕龙3), 王华林4)
收稿日期:
2024-01-11
修回日期:
2024-06-30
出版日期:
2024-12-20
发布日期:
2025-01-22
通讯作者:
*孙茜茜, 女, 1991年生, 硕士, 建筑师, 主要从事工程建筑设计、 基础处理和断层危害性评价的理论与应用研究工作, E-mail: 作者简介:
王一鹰, 男, 1990年生, 2016年于德国安哈尔特高等专业学院获建筑学专业硕士学位, 建筑师, 主要从事工程建筑设计、 基础处理和断层危害性评价的理论与应用研究工作, E-mail: 738258875@qq.com。
基金资助:
WANG Yi-ying1)(), SUN Xi-xi2),*(), ZHU Meng3), WANG Ji-qiang4), SHI Pi-long3), WANG Hua-lin4)
Received:
2024-01-11
Revised:
2024-06-30
Online:
2024-12-20
Published:
2025-01-22
摘要:
NW走向的苍山-尼山断裂(简称苍尼断裂)延伸170km, 其晚第四纪的活动构造变形及地震活动引起了广泛关注。文中以山东省临沂市平邑县白彦镇官庄村的民居建筑破坏实地考察资料为基础, 通过苍尼断裂晚第四纪构造地貌测量与活动性鉴定、 断层泥中石英碎粒表面结构(SEM)鉴定和断层泥的粒度分布分析、 InSAR时序分析、 公元前179年“齐楚地震”考证与发震构造讨论、 以往震害调查和数值模拟研究等成果, 探讨了官庄村民居建筑破坏情况及其与苍尼断裂的关系、 民居建筑破坏成因与防御措施等问题。研究结果表明: 1)苍尼断裂的最新活动时代为全新世早期, 破裂方式黏滑兼蠕滑, 具有细粒度成分和高分维值的断层泥有利于断层蠕滑运动; 2)官庄村的民居建筑破坏正好位于左旋走滑的苍尼断裂带上, 表现为房屋基础和墙体开裂, 裂缝沿NW走向分布, 具有典型构造裂缝的特征, 公元前179年发生的“齐楚7级地震”的震中也正好位于该区域, 也是苍尼断裂晚第四纪构造地貌特征最明显、 断错地层最新和运动量最大的位置; 3)InSAR观测结果显示, 苍尼断裂带现今具有左旋走滑运动特征, 其现今活动很有可能引起了近地表的蠕滑构造作用; 4)苍尼断裂带左旋走滑蠕滑变形、 断层两盘断层结构和地层结构差异性、 断层两盘应力分布和变形特征差异性及断层泥膨胀作用等是导致白彦镇官庄村民居建筑破坏的主要原因。文中研究提供了活动断层带现今构造变形(蠕滑变形作用)造成建筑物破坏的一个典型案例, 证明活动断层空间展布的精确定位和活动性鉴定是工程建设选址中的关键问题, 对活动断层的合理避让和建筑抗震设计都具有重要参考价值。
王一鹰, 孙茜茜, 朱猛, 王纪强, 时丕龙, 王华林. 苍山-尼山断裂的现今构造活动及其对民居建筑的影响[J]. 地震地质, 2024, 46(6): 1426-1443.
WANG Yi-ying, SUN Xi-xi, ZHU Meng, WANG Ji-qiang, SHI Pi-long, WANG Hua-lin. CURRENT TECTONIC ACTIVITY OF THE CANGSHAN-NISHAN FAULT AND ITS IMPACT ON THE RESIDENTIAL BUILDING DAMAGE[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(6): 1426-1443.
图1 研究区断裂构造解译图 图中显示了沿苍尼断裂带被破坏的居民建筑及“齐楚地震”的震中位置, 底图为AW3D 30m DEM图像。CNF 苍山-尼山断裂; WSF 汶泗断裂; DLF 独角-梁丘断裂; FSF 凫山断裂; TZF 陶枣断裂; YCF 峄城断裂; TGF 铜石-甘霖断裂; XMF 新泰-蒙阴断裂; MSF 蒙山山前断裂; TSF 铜冶店-孙祖断裂; YTF 沂水-汤头断裂; ALF 安丘-莒县断裂
Fig. 1 Interpretation map of fault structure in the study area.
图2 民居建筑破坏实地考察点、 地质剖面位置与苍尼断裂带分布图 CNF为苍尼断裂主断层(左旋走滑断层), f1和f2为次级断层(CNF北东盘为第四系, CNF与f1之间为太古界花岗片麻岩, f1与f2之间为寒武系泥岩、 泥灰岩), 蓝色方块a—g为民居建筑破坏考察点, 分别对应于图4a—g; 黑三角为次级断层考察点
Fig. 2 Location of the investigation sites of damaged buildings and geological profiles along Cang-Ni fault zone.
图3 1995年和2014年拍摄的白彦镇官庄村民居建筑破坏与苍尼断裂关系对比情况 a 1995年拍摄; b 2014年拍摄。Q 第四系砂质亚黏土层; Art 太古代花岗片麻岩。红线之间为断层破碎带(断层泥), 箭头代表断层错动方向
Fig. 3 Photos showing damaged building and the location of Cang-Ni fault in Guanzhuang village, Baiyan town(taken in 1995 and 2014).
图4 房屋墙体裂缝和地面裂缝照片(位置见图2中的a—g) a 图2中a处的照片; b 图2中b处的照片; c 图2中c处的照片; d 图2中d处的照片; e 图2中e处的照片; f 图2中f处的照片; g 图2中g处的照片
Fig. 4 Photographs showing cracks developed on the wall and floor(see Fig. 2a—g for the location of photos).
图5 官庄村周边2017—2022年间的LOS方向地表形变速率图 红色表示沿LOS方向靠近卫星, 蓝色表示沿LOS方向远离卫星, 五角星为村民居建筑破坏位置
Fig. 5 Ground deformation rate along Line-of-Sight direction from 2017 to 2022 in Guanzhuang village and its surroundings.
图8 白彦镇官庄村一带无人机高精度DEM图像 a DEM图像清晰地显示出活动断裂的线性陡坎地貌, 沿断裂出现民居住宅开裂现象; b 横穿活动断裂的地形剖面, 显示断层陡坎高约3.1m
Fig. 8 The high-resolution DEM image generated from UAV around the Guanzhuang village of Baiyan town.
图9 防山乡大官庄苍尼断裂剖面(图7中F剖面, 据刘玉刚等, 2013) ①黄褐色砂土; ②太古代片麻岩; ③断层带; 灰绿色断层泥夹定向排列砾石; ④热释光样品
Fig. 9 Outcrop of Cang-Ni fault near Daguanzhuang vilage, Fangshan town (F-section in Fig. 7, after LIU Yu-gang et al., 2013).
图10 赵沙沟村西苍尼断裂剖面图(图7中的Z剖面, 据晁洪太等, 1992) ①含亚砂土; ②砾砂黏土; ③灰岩及其变形带; ④花岗岩及破碎影响带; ⑤浅黄色断层泥、灰岩透镜体及花岗质角砾带; ⑥紫红色断层泥及角砾带
Fig. 10 Outcrop of the Cang-Ni fault near west Zhaoshayu village (Z-section in Fig.7, after CHAO Hong-tai et al., 1992).
图11 官庄村苍尼断裂带中断层与民居建筑墙体裂缝的对应关系素描图 F1—F4为断层, c1—c4为墙体裂缝。①黄褐色亚黏土; ②黄褐色砂层; ③断层泥与砂层混合; ④紫红色断层泥; ⑤碎粉岩; ⑥碎裂岩。图中黑色圆圈为测年样品取样位置, 黑色方形为断层泥样品的取样位置
Fig. 11 Geological sketch showing the relationship between faults of the Cang-Ni fault zone and wall cracks of residential building in Guanzhuang village.
[1] |
白玉柱, 周庆. 2013. 逆冲断层错动形成变形场及应力场的有限元模型: 以映秀-青川断层为例[J]. 地震地质, 35(4): 721—730. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2013.04.003.
|
DOI |
|
[2] |
柴炽章, 孟广魁, 马贵仁, 等. 2011. 银川市活断层探测与地震危险性评价[M]. 北京: 科学出版社.
|
|
|
[3] |
晁洪太, 崔昭文, 李家灵. 1992. 鲁中地区NW向断裂及其第四纪晚期的活动特征[J]. 地震学刊, (2): 1—10.
|
|
|
[4] |
晁洪太, 刁守中, 王志才. 2012. 公元前179年“齐楚地震”考证与发震构造讨论[J]. 地震地质, 34(2): 211—217. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.002.
|
DOI |
|
[5] |
邓争荣, 吴树良, 杨友刚, 等. 2012. 某水电站坝址F41, F42 断层泥化带工程特性研究[J]. 长江科学院院报, 29(1): 39—43.
|
|
|
[6] |
付碧宏, 王萍, 时丕龙, 等. 2009. 中国汶川“5·12” 8.0级大地震地震地质灾害图集[CM]. 北京: 地震出版社.
|
|
|
[7] |
郭婷婷, 徐锡伟, 于贵华, 等. 2010. 基于汶川地震建筑物破坏的抗震设防要求分析[J]. 地震研究, 33(4): 345—352.
|
|
|
[8] |
郭婷婷, 徐锡伟, 袁仁茂, 等. 2023. 逆断层上覆土层地表破裂影响因素的数值模拟[J]. 地震地质, 45(5): 1200—1218. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.05.010.
|
DOI |
|
[9] |
姜纪沂, 迟宝明, 谷洪彪, 等. 2009. 汶川8.0级地震北川县城震害原因分析[J]. 地震研究, 32(4): 382—386.
|
|
|
[10] |
李起彤. 1991. 活新层及其工程评价[M]. 北京: 地震出版社.
|
|
|
[11] |
李永善. 1992. 西安地裂与渭河盆地活断层研究[M]. 北京: 地震出版社.
|
|
|
[12] |
刘玉刚, 陈涛, 闵伟, 等. 2013. 苍山尼山断裂西段第四纪晚期活动性[J]. 地震地质, 35(4): 754—764. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2013.04.006.
|
DOI |
|
[13] |
马润勇, 彭建兵, 门玉明, 等. 2003. 逆冲断层发育的力学机制研究[J]. 西北大学学报(自然科学版), 33(2): 196—200.
|
|
|
[14] |
马宗晋(主编). 1982. 活动构造基础与工程地震[M]. 北京: 地震出版社.
|
|
|
[15] |
王华林, 耿杰. 1996. 沂沭断裂带及其附近断裂的断层泥分形特征及其地震地质意义[J]. 中国地震, 12(3): 307—315.
|
|
|
[16] |
王景明. 1987. 西安地裂缝及其对城市建设环境的影响[J]. 大自然探索, 6(21): 98—104.
|
|
|
[17] |
王景明, 王江帅, 刘金峰, 等. 2000. 地裂缝及其灾害的理论与应用[M]. 西安: 陕西科学技术出版社.
|
|
|
[18] |
王萍, 付碧宏, 张斌, 等. 2009. 汶川8.0级地震地表破裂带与岩性关系[J]. 地球物理学报, 52(1): 131—139.
|
|
|
[19] |
王申. 2011. 某基坑支护工程断层泥部位加固处理措施[J]. 中国高新技术企业, (15): 70—71.
|
|
|
[20] |
王彦斌, 王永, 李建成, 等. 2000. 1999年台湾集集大地震的地表断层破裂特征[J]. 地震地质, 22(2): 97—103.
|
|
|
[21] |
王玉英, 阎长虹, 许宝田, 等. 2006. 某抽水蓄能电站工程区断裂断层泥研究[J]. 防灾减灾工程学报, 26(4): 437—442.
|
|
|
[22] |
徐锡伟, 于贵华, 马文涛, 等. 2002. 活断层地震地表破裂“避让带”宽度确定的依据与方法[J]. 地震地质, 24(4): 470—483.
|
|
|
[23] |
徐锡伟. 2006. 活动断层、 地震灾害与减灾对策问题[J]. 震灾防御技术, 1(1): 7—14.
|
|
|
[24] |
徐锡伟, 郭婷婷, 刘少卓, 等. 2016. 活断层避让相关问题的讨论[J]. 地震地质, 38(3): 477—502. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.03.001.
|
DOI |
|
[25] |
易顺民, 唐辉明. 1995. 断层泥粒度成分的分形研究[J]. 地震地质, 17(2): 185—191.
|
|
|
[26] |
张家明. 2012. 西安地裂缝研究[M]. 西安: 西北大学出版社.
|
|
|
[27] |
赵忠海. 2006. 北京地区地裂缝灾害的分布特征及其成因探讨[J]. 地质灾害与环境保护, 17(3): 75—78.
|
|
|
[28] |
周仕勇, 陈晓非. 2006. 近震源破裂过程反演研究——Ⅱ.9.12中国台湾集集地震破裂过程的近场反演[J]. 中国科学(D辑), 36(1): 49—58.
|
|
|
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
|
[34] |
|
[35] |
|
[36] |
|
[37] |
|
[38] |
|
[39] |
|
[40] |
|
[41] |
|
[42] |
|
[43] |
|
[44] |
|
[45] |
|
[46] |
|
[47] |
|
[48] |
DOI PMID |
[1] | 雷生学, 冉勇康, 王虎, 陈立春, 李西, 吴富峣, 韩非, 刘成龙. 关于芦山7.0级地震在龙门一带是否存在同震地表破裂的讨论[J]. 地震地质, 2014, 36(1): 266-274. |
[2] | 刘玉刚, 陈涛, 闵伟, 周本刚. 苍山-尼山断裂西段第四纪晚期活动性[J]. 地震地质, 2013, 35(4): 754-764. |
[3] | 武强, 陈珮珮, 董东林, 孙卫东, 魏迎春. 基于GIS与ANN耦合技术的地裂缝灾情非线性模拟预测系统——以山西榆次地裂缝灾害为例[J]. 地震地质, 2002, 24(2): 249-257. |
[4] | 吴富春, 方炜, 宋立胜, 王锋, 朱兴国, 景北科, 董星宏, 左永青. 西安市地热水开采与地面沉降、地裂缝关系的分析[J]. 地震地质, 2002, 24(2): 234-240. |
[5] | 车用太, 刘五洲, 王基华, 林元武. 张北-尚义地震典型地段的地表破坏[J]. 地震地质, 1998, 20(2): 179-182. |
[6] | 李建华, 郝书俭, 胡玉台, 于之水, 褚宝贵. 1976年唐山地震发震断裂的活动性研究[J]. 地震地质, 1998, 20(1): 27-33. |
[7] | 易学发, 苏刚, 王卫东, 唐俊昌. 西安地裂缝带的基本特征与形成机制[J]. 地震地质, 1997, 19(4): 289-295. |
[8] | 徐锡伟, 钱瑞华, 高震寰, 王辉, 雷军, 刘玉刚, 陈健, 郝书俭, 于之水, 杜新贵. 大同铁路分局地裂缝带的三维构造特征及其成因分析[J]. 地震地质, 1994, 16(4): 355-364. |
[9] | 俞维贤, 柴天俊, 侯学英. 澜沧7.6级地震形变带[J]. 地震地质, 1991, 13(4): 343-352. |
[10] | 彭贵, 焦文强. 嶂山闸地裂缝沉积物的14C年龄[J]. 地震地质, 1990, 12(2): 179-182. |
[11] | 王景明. 论西安地裂缝[J]. 地震地质, 1989, 11(3): 85-93. |
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