水工建筑物抗震计算基础
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2.1 地震地质灾害

地震地质灾害(Earthquake induced geological disaster)是指在地震作用下,地质体变形或破坏引起的灾害。地震地质灾害主要包括以下3类:

(1)由地震断层作用直接导致的地表错动、地裂缝与地面变形等地质灾害,如图2.1.1和图2.1.2所示。这一类灾害的破坏力强,很难进行人工防御,一般工程建筑物采取避开建设的原则。实在避让不开,例如长距离输水调水隧洞、渡槽等,则需要针对实际情况进行专门的抗震研究并采用有效的抗震措施。1999年9月21日台湾集集大地震中(7.6级),由于地震次断层穿过石冈水库水坝右段坝轴线,将3个溢流坝段错开(相对高差达到7.6m)造成整体垮塌,如图2.1.3所示。

(2)由地震动作用导致的对工程有直接影响的工程地基基础失效,包括饱和砂土液化、软土震陷等,如图2.1.4和图2.1.5所示。

地面以下饱和的粉细砂在强烈的地震作用下,有可能成为流动状态而失去承载力,当覆盖土层不太厚时,在地面上还可看到喷水冒砂的现象,这就是通常所说的液化。1964年,美国阿拉斯加地震中,由于砂土液化引起大规模滑坡。1976年,我国唐山地震中陡河土坝坝基中细砂液化致使坝体严重开裂、沉降。2008年汶川地震中,在安县-灌县断裂东侧的四川盆地内,由都江堰的胥家镇、绵阳街子镇至江油太平镇一线,断续发育一条走向NE的砂土液化带。

软土震陷是软厚覆盖土层场地的主要地震灾害之一。软土主要包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层,其震陷与软土静承载力标准值的大小有关。

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图2.1.1 汶川2008年5月12日地震公路塌陷和拱起

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图2.1.2 地表裂缝及地面变形

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图2.1.3 台湾1999年9月21日集集大地震(震级7.6)中石冈水库重力坝震害

(3)由地震动作用导致的对工程有可能间接影响的工程场地失效,包括岩体开裂、崩塌、滑坡、滚石、泥石流、堰塞湖、地震海啸等,如图2.1.6~图2.1.8所示。

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图2.1.4 台湾1999年9月21日集集大地震

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图2.1.5 地震液化造成的海边岸壁倾塌、挡土墙倾覆

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图2.1.6 2008年5月12日汶川地震中山体滑坡导致水电站压力管道被掩埋

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图2.1.7 震后形成的堰塞湖和泥石流

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图2.1.8 2011年3月东日本大地震(震级9.0)引发的海啸