淺談地震工程地質

㈠ 工程地質學基礎 構造地震是怎樣形成的

構造地震亦稱"斷層地震"。地震的一種，由地殼(或岩石圈，少數發生在地殼以下的岩石圈上地幔部位)發生斷層而引起。地殼(或岩石圈)在構造運動中發生形變，當變形超出了岩石的承受能力，岩石就發生斷裂，在構造運動中長期積累的能量迅速釋放，造成岩石振動，從而形成地震。波及范圍大，破壞性很大。世界上百分之90以上的地震、幾乎所有的破壞性地震屬於構造地震。目前已記錄到的最大構造地震震級為8.9級(智利，1960年5月22日)。

㈡ 地震是工程地質條件還是工程地質問題

工程地質條件中的工程動力地質作用吧 一個區域都需要劃分自己的基本烈度

㈢ 汶川地震中出現了哪些工程地質問題

汶川抄地震誘發的滑坡、崩塌、不穩定斜坡(震裂山體)和泥石流等主要次生地質災害的主要類型及特徵進行了較系統地分析研究。結果表明,強震誘發滑坡災害發生特點與岩性結構和地形條件有較明顯的關系,在硬岩、軟岩和鬆散堆積物分布區,滑坡的啟動、運動和停積形式有較大的差別,但總體上都具有高速、高動能、強大動力等特徵。強震誘發的崩塌主要包括高位大型崩塌;小規模塊石崩落、拋射;崩塌誘發大規模滑坡3類。強震條件下大多數崩塌都表現出一定的水平拋射特徵。強烈的地震動力使極震區眾多山體大范圍震裂松動,形成了大量震裂山體。這些震裂山體的地表裂縫具體又可細分為斷裂裂縫、震裂裂縫和滑裂裂縫3類。汶川地震形成了巨量泥石流物源,再加上震後泥石流爆發的臨界降雨量大大降低,其啟動和運動方式發生明顯改變,在今後數年內,泥石流將是影響災區恢復重建的最大地質災害隱患,應高度重視,採取切實有效措施加以防範。

㈣ 地震的地質原因一般有哪些

由於地球在不斷復運動和變化，逐制漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成岩層突然發生破裂，或者引發原有斷層的錯動，這就是地震。地震絕大部分都發生在地殼中。地震共分為構造地震、火山地震、陷落地震和誘發地震四種。構造地震是指在構

㈤ 工程地質中如何解決潛在地震災害

這是個難題，應該來說主要還是解決地面結構的地基抗震，比如像隧道除了洞口外即使考慮地震荷載也對洞身影響較小。對不良地質段進行預報，做好地震防範，如果是滑坡的話，可以考慮地質加固，但費用較高。

㈥ 什麼叫工程地質條件包括哪些內容

工程地質條件是對工程建築有影響的各種地質因素的總稱。

主要包括地形地內貌、地層岩性、地質構造、地震容、水文地質、天然建築材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基變形等不良物理地質現象。

工程建設前需對建築物場地的工程地質條件進行調查研究，包括：該場地以往建築經驗，已發生過的工程事故的原因、防治措施和後果，建築物沉降、變形及地基地震效應等;分析和解決主要工程地質問題; 選擇工程地質條件優良的地點; 提出保證建築物的穩定性和正常使用的地基處理措施等。

拓展資料

自然條件是因地而異的，建築物類型和性質也各不相同，因而在不同的情況下作為重點研究對象的工程地質條件也是因地因工程而異，如在山區建築，與場地穩定性有密切關系的地質現象(地層褶皺、斷裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地質條件。

對地下建築來說，地質構造對建築物的穩定性有很大影響，而岩石產狀、斷層、節理和破碎帶的性質與分布等是重要的地質條件。

已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展，構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。

由於工程地質條件復雜多變，不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同，所以工程地質問題是多種多樣的。

㈦ 對地震地質工作的一些設想

——兼論華北、京津地區現今區域地應力場的特徵

孫葉

地震是一種地質現象,也是地殼運動的一種表現形式。強烈地震往往是地殼運動急劇的表現形式之一^[6,7]。地震的孕育、發生和發展過程,實質是地應力積累、降低和釋放過程的一種表現,是該區地應力狀態超過岩石強度,產生破壞的結果。它的發生,經常以機械能的形式釋放,才能夠發起震動,降低能量,使震源區應力不再那麼集中,經過地應力場的重新調整,孕育著下次地震。因此地震預報應緊緊抓住構造體系的活動性和地應力場這個根本問題,注意地應力和能量的集中及其發展變化的規律,同時必須注意岩石力學性質的研究。

研究現今區域地應力場的方法很多,選用的手段也各不相同,本文主要從地質力學角度出發,以構造體系為基礎,從研究現今構造運動著手,確定地塊邊界外力作用方式、方向,配合模擬實驗,使構造體系活動性與地應力場的研究緊密有機地結合起來,從而獲得地應力場的輪廓,用實測地應力資料檢查、驗證地應力場的可靠性。在查明現今區域地應力場的前提下,然後走向地震預報。地應力場是力和介質強度的兩方面問題,即除了研究地應力變化規律以外,還應討論岩石力學性質問題。由於篇幅限制,本文暫不對其討論,亦即假定所述地塊具有均一的岩石力學性質。

本文主要在構造地震的前提下,試圖對有關地震預報的途徑作一探索,並擬定出下面五個步驟。為了闡明問題,將結合華北、京津地區的部分實際資料,以其步驟為序進行分析討論(由於研究程度的局制,主要討論前三個步驟)。

一、查明構造體系,選定地塊邊界

從地質力學角度研究地應力場,經常以地質構造體系為基礎,因此必須首先查明構造體系的展布。根據地震地質工作的特點,不僅需要了解構造體系的平面展布,更要查明深部變化;不僅需要了解空間分布規律,也要查明其在時間上的發展變化;不僅需要查明研究地區的時空變化規律,也要了解廣大外圍地區的地震地質特點。例如北京地區的構造體系前人研究甚為詳細,據近年來深部地質構造研究結果(圖1)^[9,10,15],康德拉界面深20km左右,莫霍面深35km左右,地面所見東西向構造帶和新華夏系的主要斷裂帶,往下延伸均斷開康德拉界面和莫霍面,一般深部垂直斷距2～4km,其他方向的構造,如北西向構造,最深穿過康德拉界面,尚未發現深及莫霍面者。值得注意的是,在康德拉界面附近的軟流層以上的某些殼層,有著明顯的厚度變化,好似沿著軟流質面滑動形成的褶皺,軸向北北東,與新華夏系構造方向一致,可能表明其在20km左右深度仍有褶皺和斷裂存在,深40km左右僅有斷裂活動。

圖1 北京地區莫霍面構造略圖

為了更好地研究區域構造體系的現今活動性,進行地質歷史時期活動性的系統研究是有益的,研究古構造型式、燕山運動時期、A近地質時期和現代構造體系的發展變化,是重要的,因為現今活動的構造體系與之密切相關,是地質歷史進程的延續,是發展變化的必然結果。例如華北地區的地質構造,在不同地殼運動時期的發展變化,可以分為五個階段^[2,14]:

(1)晚元古代以前的古構造體系,佔主導地位的為古老的東西向構造帶,在上述背景上若乾地帶出現了一些北東向構造帶,值得注意的是,郯廬斷裂帶這時已有顯示(圖2)。

(2)晚元古代時期的古構造體系,基本骨架與此以前的古構造輪廓大體近似,佔主導地位的仍為原始東西方向的隆起帶和沉降帶。居輔從地位的原始華夏方向的隆起帶斷續穿插其中,郯廬斷裂也在繼續發育(圖3)。

(3)晚古生代-印支期的古構造體系,除東西向構造仍占重要位置外,北東向構造進一步加強,北北東向構造開始發育。該期又可分為三個發展段落(圖4):①石炭、二疊紀時期,在中奧陶世後經歷長期風化剝蝕,到中石炭世重新接受沉積。當時的古地形和建造有著東西成帶的趨勢,東西向的隆起帶和沉降帶仍佔主導地位,但北東-北北東向構造也佔有一定的位置。晉冀交界處出現由北東向單體雁列的坳褶軸線,總體呈北北東向,表明其雛形可能由北東向構造發展形成,同時預示祁呂系東翼可能也已有所影響。②中生代早期印支運動使本區構造繼續發展,形成以北東向、北北東向為主的構造線,全區主要受東西向和北東-北北東向構造控制。③印支運動之後所形成的早侏羅世孤立煤盆地方向,有的與印支期構造線一致;有的則自北東向更往北北東向偏轉;有的盆地群也略呈雁列特點。

圖2 華北地區晚元古代以前古構造體系輪廓圖

圖3 震旦亞界古構造體系輪廓圖

圖4 晚古生代-印支期古構造體系輪廓圖

(4)燕山期的構造體系主要有緯向帶、華夏系、新華夏系和祁呂系等,緯向構造帶顯示北強南弱,陰山緯向帶活動性仍然明顯,華夏系已顯著減弱,祁呂系進一步發展成型,而新華夏系廣泛發育,幾乎遍布全區,在陰山緯向帶展布地區也被新華夏系斷裂穿切,局部地段二者出現聯合現象,郯廬斷裂帶進一步發展,並在本區佔有很重要的地位(圖5)。

(5)A近地質時期活動的構造體系,陰山緯向構造帶活動性已較前減弱,全區以新華夏系活動佔主導地位。由於祁呂系東翼與新華夏系的活動特點大體一致,二者常呈重接關系復合在一起,而得到進一步加強,它們常與地震活動、火山和溫泉的分布密切相關(圖6)。

通過對華北地區構造體系的地質歷史發展分析,可以看出東西向構造發育最早,在晚古生代及其以前地質時期一直佔有主導地位,逐漸讓位給華夏系和新華夏系。華夏系的形成早於新華夏系,後者可能系由前者發展形成的,經過燕山運動,新華夏系已在全區確立主導地位,A近地質時期得到進一步發展。郯廬斷裂帶早在晚元古代以前就已出現,那時的體系歸屬尚需進一步研究,經過燕山運動捲入新華夏系之中,隨著地質發展的過程,日益強大。根據全區構造體系的地質歷史發展趨勢,很容易推想現今活動的構造體系——新華夏系必定佔有重要位置,這種推論也是符合構造體系現今活動的事實(詳見下節),由此可見進行地質構造歷史發展研究,是有現實意義的。結合本區深部地質構造的研究,可以看出莫霍界面的隆起、凹陷和斷裂,主要為東西向、北東-北北東向兩組,它們可能長期控制著整個地質歷史進程的發展變化,也是本區最重要的兩組構造形跡。

圖5 燕山期構造體系略圖

圖6 A近地質時期活動的構造體系略圖

研究外圍地區的重要性,早就為大家所重視。例如京津地區為廣大華北地區的一部分,它們之間的地殼運動特徵,顯然具有一致性,局部地區雖各有自已的特點,但決不會與外圍地區毫無聯系。

從地質力學觀點研究地應力場,必然涉及地塊邊界問題。地塊邊界的選定合理與否,關繫到地應力場的研究,一般要求邊界形狀簡單,其邊界作用力單一均勻,或有明顯的變化規律,各對應邊界作用力特點一致,以便於模擬、計算和討論問題,往往可以選擇規模較大的構造不連續面(如斷裂帶),或者岩石力學性質突變的地帶等。例如華北地區就可以秦嶺帶和陰山帶為南北界,東界郯廬斷裂帶,西界暫定祁呂系東翼,對應兩側邊界的作用力和方式均基本一致。

二、研究構造體系現今活動性,確定地塊邊界外力作用的方式和方向

研究構造體系的現今活動性,應該注意不同地質歷史時期構造活動性的發展變化,重點研究其現今活動特徵,主要目的查明地塊受力作用的情況,以及地塊邊界外力作用的方式、方向,為模擬實驗提供加力依據。研究現今構造運動的手段很多,下面分別舉例介紹。

(一)地應力

據華北地區近年來地應力測量結果^[8],可以看出各向均為壓應力,除個別地點的方向可能受附近斷裂或其他局部因素影響外,最大主壓應力多為北西西方向,反映以新華夏系為主的現今地應力活動(圖7)。

(二)地形變

1953～1972年華北地區地形變圖(圖8)^[11],表明現今活動的構造體系甚多,其中以新華夏系最發育,遍布全區,現今活動甚為顯著。一級構造作北北東向排列,自西往東依次為:山西隆起帶、華北沉降帶、郯廬斷裂帶和膠遼隆起帶等,並為雁列的次級隆起、低凹和斷層所復雜化,其總體排列形式,顯示地塊作區域性反時針直線扭動。

(三)斷層位移測量

據京津地區斷層位移測量結果(圖9),表明斷層兩盤相對運動有一定規律^[4-11],多數具有明顯的年周期性變化。用不同年,相同月份曲線的相應峰、谷值對比,推算各斷層的運動趨勢,與南北向反時針扭動加力模擬實驗中的斷裂位移情況基本一致,即一般走向N10°E左右的斷層反扭;N30°E左右及偏東角度更大者多順扭;近東西向斷層順扭量甚大;北西向斷層不僅順扭量大,並作張性拉開。從垂直位移量看,北北東向新華夏系主幹斷層的相對垂直斷距,也都大幹其他構造體系的主幹斷層,顯示現今斷層位移活動,主要與新華夏系應力活動方式一致。

圖7 華北地區實測最大主壓應力方向平面圖

圖8 華北地區1953～1972年地形變圖

圖9 京津地區斷層位移圖

通過上述斷層位移測量和模擬實驗,初步發現北北東向偏北的斷層多反扭,北北東向偏東的斷層經常順扭,這種斷層走向稍有改變,扭動方向便發生反向變化,這種規律很可能就是新華夏系應力活動的結果(圖10)。當地塊邊界是受南北向反扭作用時,內部主壓應力一般多呈北西西方向(如為N70°W時),則北北東向的斷層均以壓性為主,N20°E走向的斷層與主壓應力方向垂直,主要表現為壓性,當時並不發生扭動;小於N20°E——北北東偏北(如N10°E)走向的斷層,與主壓應力方向相交的銳角為扭動方向,應為反扭;而大於N20°E——北北東偏東(如N30°E)走向的斷層,以及北東—北東東走向的斷層,與主壓應力方向相交的銳角方向和前者相反,故應為順扭。上述規律不僅與該區斷層位移測量結果基本一致,而且與華北地區近年來發生強烈地震(如邢台地震、唐山地震)時的地殼形變和扭動方向相吻合。

圖10 地塊邊界受南北向反扭時,內部應力與斷層位移的關系示意圖

(四)地震活動

華北地區地震甚為活躍,據現有資料統計^[11],迄今共發生≥6級地震共66次以上,呈北北東向帶狀排列,與新華夏系斷裂帶展布一致。自西向東可分為:①山西槽地地震斷裂帶,自大同至臨汾一線,與祁呂系東翼重接;②華北平原地震斷裂帶,自唐山經河間至邢台一線;③營口、渤海、臨沂、郯城地震斷裂帶。上述各帶許多破壞性強震極震區烈度等值線長軸。大多呈北北東或接近北北東向,並與震中所在位置的新華夏系斷裂大體平行。極震區的構造地裂縫帶,也以北北東向佔多數,或與新華夏系配套構造一致。

近年來本區發生一系列破壞性強震,如1966年邢台7.2級地震、1967年河間6.3級地震、1969年渤海7.4級地震、1975年海城7.3級地震、1976年唐山7.8級地震等,都是沿著新華夏系斷裂帶發生的。現以1966年邢台地震和1976年唐山地震為例,進一步剖析現今構造活動。

(1)邢台地震^[6,7]:震區A近的隆起帶、低凹帶,由北東-北北東向雁列的隆起、低凹組成,總體排列呈N30°E,與主幹斷裂平行。震後地表裂隙以北北東為主,與極震區等烈度線長軸方向一致。據地震前後的地形變測量結果(圖11),現今的下降地帶、降起地帶和活動斷裂大體走向均為N30°E,與原有構造線方向一致,最大相對下降幅度達-440mm以上,主幹斷裂周圍的水平形變矢量表明地塊總體作順扭轉動。

圖11 1966年邢台地震前後的地形變圖

(2)唐山地震:極震區等烈度線長軸、地裂縫帶走向均為北北東,與新華夏系的唐山-陡河斷裂帶重合一致。極震區構造地裂縫帶位於唐山市區東南,並往郊區延伸,長約11km,總體走向N30°E左右(圖12),由N50°E左右雁列的扭性地裂縫和N15°E左右雁列的壓性逆掩構造(圖13)、地面褶曲等組成。每條扭性地裂縫均作順扭,水平扭距0.4～1.5m,呈左型雁列;壓性構造也呈左型雁列。顯示該地裂縫為壓性順扭活動。在唐山市以東灤縣安各庄公社的鳳凰山-三山院地裂縫帶,總體走向N15°E左右,則作反時針扭動。

圖12 唐山地震極震區構造地裂縫帶平面圖

圖13 唐山市復興路土產公司附近地震後地面形變平面略圖

上述各走向不同的斷層和地裂縫帶,由N30°E變為N15°E時,則引起扭動的反向變化,前者順扭,後者反扭,與前述斷層位移測量和模擬實驗結果一致;也顯示現今構造活動主要為新華夏系,同時表明地震活動與新華夏系斷裂活動關系密切。

綜上所述,華北地區、京津地區的現今構造活動以新華夏系為主,地塊邊界外力主要為南北向反扭運動。

三、分析地應力場,尋找地應力可能集中的地點,進行地應力測量,檢驗和證實地應力和能量集中的地點

地應力場的分析研究是個較為復雜的問題,原因在於影響地應力場的各種因素,目前還不能全部查清,加之不能進行大量的地應力測量,因此目前的做法是,選定地塊、確定邊界條件及其受力狀態,根據相似理論和量綱分析,進行模擬研究,從而獲得區域應力場的初步輪廓,再用實測地應力值給予檢查驗證,使之盡可能符合實地情況^[11-13]。

模擬研究的方法很多,概括可以分為數字模擬和物理模擬兩大類^[3,5],前者用數學力學方法進行應力場的計算;後者使介質在相似條件下受力了解應力場特徵。通過京津地區半定量性質局部的近似的物理模擬,用光彈法和明膠網格法模擬新華夏系應力活動方式,二者實驗結果大體近似,與實測地應力值對應情況甚好,最大主壓力方向基本一致,同年測定的地應力值相對大小,也與實驗結果大致符合(圖14;表1)^[8,11],故可供討論地應力場參考。

表1 京津地區實測地應力與模擬實驗結果的對比關系表(單位:0.1MPa)

(據國家地震局地震地質大隊、地質力學研究所資料對比製表)

岩石力學性質是應力場研究中的重要方面,京津地區地下10～40km上下,波速在垂直方向變化明顯,水平方向變化較小。深5km左右以上,岩石力學性質變化甚為明顯,特別是地面附近,巨厚的鬆散堆積物與基岩之間的力學性質差異懸殊。有關影響本區岩石力學性質的因素及其變化情況,都是今後需要加強研究的課題。

京津地區現今區域地應力場的特徵,主要表現為新華夏系應力活動方式:①最小主應力跡線(即實驗中的拉伸方向,相當於地質構造中壓性結構面的走向),總體呈北北東向。在北京附近北東向斷層發育地段,跡線都轉向北東走向,在北西向和東西向斷層兩側跡線錯開,方向變化不大;在山字型構造弧形彎曲地段和斷裂交接處常出現各向同性點。②最大主壓應力相對等值線和最小主壓應力相對等值線的長軸,總體也呈北北東向延伸。北京東北山字型弧頂被新華夏系穿切處,為應力高值區;其次為北京西南的斷裂交叉部位;北京西北應力值較低,少數高值點均作星散分布。③最大剪切應力主要集中在特定的斷層交匯部位,以東北部和西南部表現最明顯。④值得注意的是,歷史強震震中與能量集中地點的對應關系甚為一致,且大都位於能量集中地點。如北京東北部出現大面積的高集中區,即1679年三河平谷8級大震震中;又如1057年固安6.7級地震、1658年淶水6級地震、1720年沙城6.7級地震、1337年懷來6.5級地震。由此所顯示的地應力能量集中的地點常常預示著強震的發生地點,可能受所在地區地應力場的制約。

圖14 京津地區模擬實驗圖(據國家地震局地震地質大隊資料)

上述現今區域地應力場的特徵,雖然經過部分實測地應力值的檢查驗證,但對地應力和能量集中地點的檢驗,尚需進一步工作,最好在應力和能量集中區及其鄰近地區同時測定,以求確實可靠。

四、討論地應力和能量集中地點的地震地質特徵及其可能升高、降低、釋放的方式,尋找可能發生破壞性地震的地點

當確實可靠地找到地應力和能量集中地點,不一定就能准確地預報地震。因為地應力和能量集中是一回事,它如何降低、釋放又是另一回事,降低和釋放的速度則又是另外一個問題[6,]7。這里應著重研究地應力和能量集中地點的降低和釋放的方式及其速度,然後才能更好地尋找可能發生破壞性地震的地點。

研究地應力和能量的降低和釋放方式,實質是研究有關地殼運動的表現形式問題,諸如:①斷層兩盤沿斷層面發生緩慢的蠕動;②地面作小幅度、大面積的升降;③局部地殼發生撓曲等等。這些地殼形變現象都是降低,釋放能量和地應力的表現形式,往往都不伴隨發生破壞性強烈地震。此外應變能還可以轉變為其他物理能(如熱能)釋放或降低等,也不一定伴隨發生破壞性強烈地震。地震(指構造地震)往往是在特殊地質構造條件下釋放能量的一種表現形式。可見地應力和能量的降低和釋放形式很多,地震僅是其一。判別和預測地震釋放形式,不僅要加強地應力場、地震地質和地質構造條件的研究。還應注意各種有關地球物理、化學場的特徵。

即使已經確定將要以地震方式降低和釋放地應力和能量時,還要看降低和釋放的速度及其每次的大小和多少,如果是以能量低、次數多的連續釋放方式,則可能形成小震群,不會造成大的地震災害;如果大量的能量集中一次突然釋放,則往往造成破壞性大震。

上述各種地應力和能量的降低、釋放方式及其速度,顯然是多種多樣的,也是地震預報中應加以研究和識別的問題,但它們都與所在地點的地質條件密切相關,並受所在地區地應力場的制約。

五、監視地震危險區,提出地震預報意見

地震危險區、危險地段、危險地點的監視工作,往往是在地震地質工作基礎上進行的,是在研究現今區域地應力場的基礎上提出來的。目前研究現今區域地應力場,經常用幾年、幾十年、甚至百年的地形變、地震活動等有關資料,配合模擬實驗,研究相對變化的地應力場特徵,用實測地應力絕對值進行校合驗證,目的在於研究現今區域地應力場的總體特徵,及其應力和能量的相對集中情況,以便提出地震危險地區,進行中長期地震預報。監視地震危險區部位,應該研究現今地應力場隨著時間的發展變化和發震情況。現就有關的幾個問題進行探討。

地應力研究站位置的選定:通過現今區域地應力場的初步工作成果,可以看出地應力背景值在區域內是作有規律的變化,而附加應力值是在背景值的基礎上增減變化,在不同部位增減變化量級各不相同,當地塊邊界外力作用方式、方向不變,作用力大小增減時,場內各處變化速度各不相同;如果外力作用方式、方向改變時,場內各處應力變化情況更大更多。為此必須研究在不同情況下,在地應力變化明顯、變化幅度大的地點和關鍵部位設置台站,同時考慮全區地應力場的各種變化,全面考慮觀測台網的布局,而不是簡單地大致按等距離布置台站密度,亦即從構造體系和地應力場的全局考慮問題,以求了解各台站的地應力變化與外力變化的關系,進而了解地應力場的變化情況,為地震預報提供依據。

地應力台站的工作任務不僅要及時獲得觀測數據,在當前地應力觀測系統尚不完善的階段,更應加強研究和改進提高觀測質量。在一個區域里可以建立中心研究站,以便集中力量,創造條件,更多地加強研究工作。附加應力場的研究工作,應該盡快地提高到絕對值應力場的研究軌道上來,因為附加值與絕對值並不等同,當附加值變化大時,絕對值變化不一定達到岩石的破裂強度極限;當附加值變化甚小時,有可能使絕對值達到岩石的破裂強度極限,以致發生地震。

地震短臨預報應該走向地應力場的分析,不應長期停留在單純的「曲線分析」階段。地震前,區內存在許多地應力和能量集中部位,在空間上彼此好像是孤立的,實際上卻受著統一的地應力場控制,是有內在聯系的,分析震前異常時,必順考慮有異常的部位不一定都是發震位置。更不應該把有異常的各台站附加地應力值,不講條件地和無限制地進行交會,尋找所謂的發震地點。當大震發生後,地應力場必須進行全面調整,即整個場的應力調整,有些地方應力增加,有的部位應力減少,甚至個別原來應力集中的部位也隨之消失,調整後變為應力不再集中的部位。總之震後效應促使地應力場調整的現象是存在的,因此注意區別震後效應與震前異常甚為重要,對防止和減少震後虛報和錯報的問題有著現實意義[3,]5。

可以預料,即使地應力的觀測和分析工作已能如實反映震前異常和有關前兆,即如實反映發動地震的地應力和能量積累過程,地震也不是萬無一失地就會發生,即便發生,也不一定都能達到預報的情況;反之,任何可靠的預測手段,震前一定會有明確的反映,至於反映大小程度,則由震級大小和當地地質條件共同決定[6]。

由於短臨地震預報根據地應力曲線分析,對發展的時間、震級較易判別;預報發震地點往往難度甚大,故前面著重討論發震地點的有關問題。目前我國地震預報要求對時間、地點、震級三個要素提出意見,隨著預報水平的提高和建設事業的需要,不久也許會要求預報地震烈度,從現在起就應該加強震源深度、地表地質、地下水埋深等有關影響地震烈度的各種因素的研究和資料積累,為預報烈度作好必要的准備。

六、結語

(1)本文是在學習李四光教授有關地震地質論述的前提下,試圖把活動構造體系與地應力場的研究緊密地有機地結合起來,從研究地應力場的道路探索地震預報。

地應力場的研究是一項基礎性工作,不僅對地震預報有著重大意義;對礦山開拓、工程建設、地下建築等都有著直接的現實意義;對地下液態,氣態礦產資源的運移、富規集律,以及地熱資源的分布等,可能也有一定的影響。

(2)本文把地震地質工作初步歸納為五個工作方法和步驟,尚不夠全面,例如發震部位的深部地質;與地應力場密切相關的岩石力學性質及其影響因素等,都是地震預報工作中必不可少的,均有待今後進一步加強研究。為了充分有效地做好地震預報的准備工作,除了進行必不可少的震情監視和前兆測報工作外,當前應該加強活動構造體系和地應力場的基礎性研究工作,只有基礎搞扎實,才有可能穩步前進和真正提高地震預報水平。

參考文獻

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[8]李方全等.華北地區地應力測量.地球物理學報,1979,第22卷,第1期.

[9]邵學鍾等.北京地區康莊-大廠地震轉換波測深剖面的試驗.地震學報,1979,第1卷,第1期.

[10]國家地震局地震物探大隊.東亭-張家口測深剖面.地震戰線,1977,第2期.

[11]國家地震局地震地質大隊.中國某地區現今區域地應力場問題的初步探討.見:地質力學論文集,第三集.北京:地質出版社,1979.

[12]徐宏文.應力分析.北京:科學出版社,1962.

[13]黃慶華.雁行褶皺構造型式的解析理論及實驗的探討.中國科學,1974,第5期.

[14]崔盛芹等.燕遼及其鄰區的古構造體系研究.見:國際交流地質學術論文集(1).北京:地質出版社,1973.

[15]滕吉文等.北京天津唐山和張家口地區的地殼結構.地球物理學報,1979,第22卷,第3期.

Some Tentative Ideas about Seismo - Geological Works

Sun Ye

Abstract The first task of seismogeology is to study the activities of tectonic systems, fur-thermore to investigate their stress field, and then to carry out the earthquake prediction. Takingthe data of North China and Beijing-Tianjin region as an example, the method of studying region-al stress field prevailing today has been clarified. The result suggests that the current active tec-tonic system of this area is mainly Neocathaysian system and the marginal-external force of thislandmass is counterclockwise N-S shearing. It is pointed out that at present the fundamental re-search works of the regional stress field and the active tectonic systems, the rock mechanics andthe deep-seated geology should be strengthened.

㈧ 淺談加強重要建設工程地質勘察、地質災害危險性評估、地震地質調查成果地質資料匯交管理

於順然

（江蘇省國土資源廳，南京210029）

摘要 本文結合江蘇省成果地質資料匯交管理工作的實際，在對「 重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查」類成果地質資料的匯交范圍進行了細化的同時，並對其匯交人、匯交時間、匯交數量及內容、法律責任等方面做了細化，意在引起廣大成果地質資料匯交義務人、地質資料管理者及其同仁們，高度重視該類成果資料的匯交管理，使地質資料在國民經濟建設中，更好地發揮其應有的作用。

關鍵詞 建設項目；成果地質資料；匯交管理

地質成果資料的統一匯交是手段，社會公開利用是目的。不該匯交的而匯交了是浪費，該匯交的而未匯交則是違法。《地質資料管理條例》附件：「地質資料匯交范圍」中對「重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查」形成的成果地質資料的匯交范圍，規定得既籠統又原則，有的甚至只是其條目式的，在具體成果地質資料匯交管理工作的實踐過程中，其可操作性比較差，從而給該類成果資料的匯交管理工作帶來諸多麻煩和問題。

為進一步加強對「重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查」成果地質資料的匯交管理，根據國務院《地質資料管理條例》（以下簡稱《條例》）、國土資源部《地質資料管理條例實施辦法》、《江蘇省地質資料管理辦法》，筆者結合多年對江蘇省成果地質資料匯交管理工作實際，在此提出如下對策建議，供有關領導及同仁們參考。

1 匯交細目

在國務院《條例》目前尚未修訂之前，可以國土資源部或省廳規范性文件的形式，進一步細化「重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查」成果地質資料的匯交細目。「重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查」成果地質資料，在《條例》附件「地質資料匯交范圍」的十大類中占兩大類，江蘇省的具體規定為：

1.1 重要建設項目工程地質勘察成果地質資料匯交范圍：

農水方面：水利、水庫工程（受益面積大於5萬畝的灌溉工程和容量大於1000萬立方米的水庫工程）。

交通方面：長度超過10千米的鐵路；長度超過500米的隧道；長度超過500米的橋梁年吞吐量大於100萬噸的港口、碼頭；二級以上的公路、火車站及機場。

電力方面：核電站、抽水蓄能電站，容量大於10萬千瓦的水電站、火電站。

工業方面：年產量大於20萬噸的鋼鐵廠、水泥廠，用地大於200畝的工業、企業建築。

其他方面：放射性設施、軍事設施、集中供水水源地、水處理廠等重要小型工程勘察資料。

1.2 地質災害危險性評估成果地質資料的匯交范圍

（1）按建設用地地質災害危險性評估分級，被定為「一級」（需報省廳備案）的項目。

（2）地質災害危險性評估程度為復雜（地質災害發育強烈；地形與地貌類型復雜；地質構造復雜、岩性岩相變化大、岩土體工程地質性質不良；工程水文地質條件不良；破壞地質環境的人類工程活動強烈等）的項目地質災害危險性評估資料。

（3）本文上述1.1所屬「重要建設項目工程地質勘察地質資料匯交范圍」項目中。地質災害危險性評估成果資料。

1.3 地震地質調查成果資料匯交范圍

1.3.1 地震地質資料包括自然地震地質調查（測量、觀測）

①地震地質調查、宏觀地震考察、地震烈度考察（活斷層、地震地質、大地構造、地震研究）。②地震地質前兆觀測、地形變測量、地磁測量、地電測量、地應力測量、重力測量、斷層位移測量。③地下水位（地下流體）觀測、地溫觀測等。④建築工程抗震、地震災害防治、地震安全性評估資料。

1.3.2 重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查成果地質資料的匯交人

國務院《條例》規定，項目出資單位（人）是其項目成果地質資料的匯交人。①由國家出資的項目，其工作項目的承擔單位是該成果地質資料的匯交人（國家出資：江蘇省將其界定為中央財政、省級財政、市級財政、縣鄉級財政均為國家出資）。②非國家出資的項目，項目出資人可以以協議、合同等形式，委託承擔項目單位代為匯交該類成果地質資料。③由中外合作開展的項目，其參與合作項目的中方為成果地質資料的匯交人。

1.3.3 匯交時間、數量及內容

本規定所涉及的成果地質資料的匯交時間為：自工作項目驗收結束之日起180日內匯交（江蘇省將其規定為本勘察、評估項目驗收結束的時間，而非整體項目結束時間）。

上述勘察、評估項目成果地質資料復制後，按國務院《條例》及《地質資料管理條例實施辦法》規定，向省地質資料館匯交紙質資料兩份，電子文檔一份（其電子文檔製作及質量要求同地質礦產類）。

1.3.4 法律責任、行政處罰

（1）未按照本辦法規定時間匯交地質資料的，由省國土資源行政部門向其發出催交通知書，責令在60日內匯交成果地質資料，逾期仍不匯交的，按國務院《條例》第二十條規定給予行政處罰。

（2）匯交成果地質資料經驗收不合格，匯交人逾期拒不按要求修改補充匯交的，視為拒匯交地質資料，由省國土資源行政部門依照國務院《條例》按規定給予行政處罰。

1.3.5 幾點認識及體會

（1）江蘇省省土面積100500平方公里，其中平原面積100000平方千米，是礦產資源小省，每年能夠匯交的地質礦產類成果地質資料只有30種左右。近些年來，江蘇省地質資料館每年接收匯交的成果地質資料數量在100種左右。這其中有近三分之二的成果地質資料是重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查類成果地質資料。由此可見，加強和規范該類成果地質資料的匯交與管理工作，在江蘇省地質資料的匯交與管理工作中佔有重要地位和作用。

（2）近年來，通過我們的積極工作，匯交到省地質資料館的「重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估」類成果地質資料有：南京長江大橋、二橋、三橋、江陰長江大橋、潤楊長江大橋、蘇通長江大橋、南京地鐵等。蘇通長江大橋、連雲港核電站的工程地質勘察和地質災害危險性評估成果地質資料的匯交工作正在交涉過程之中。

（3）有關江蘇省地震地質調查成果資料的匯交問題，早在計劃經濟時期，江蘇省地震局曾經向江蘇全省地質資料處匯交過一些地震地質調查方面的成果資料，自20世紀90年代起，江蘇省地震地質調查成果資料的匯交工作則處於停滯狀態。近來此項工作仍在協調過程之中。

向國家匯交合格的成果地質資料是廣大地質資料匯交義務人應盡的法律義務。筆者將近些年來江蘇省「重要建設項目工程地質勘察、地質災害危險性評估及地震地質調查」類成果地質資料匯交管理工作中的有關規定、做法、存在的一些主要問題及認識體會羅列於本文，並提出了一些對策建議，意在引起廣大成果地質資料匯交義務人、地質資料匯交管理者及其同仁們，高度重視該類成果資料的匯交，使地質資料在國民經濟建設中，更好地發揮其應有的作用。

㈨ 求一篇有關工程地質的論文

工程地質學是世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來，工程地質勘察質量有下滑現象，工程地質分析不夠深入，有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。

關鍵詞：工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇

工程地質對於工程師來說並不陌生。然而，由於人類工程活動引起地質環境的改變，工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實，許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁，一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了，工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然，我們更應該看到技術的每一次革命性進步，都伴隨著矛盾與沖突，特別是體制和機制問題，是生產力與生產關系的相互作用，需要協調與適應，改革就成為必然。
當前，工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響；人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題，工程地質學家和地質師都要認真關注，並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初，為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要，地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題，不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索，首次出版了「工程地質學」專著，工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科，工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後，全世界有了一個較為穩定的和平環境，工程建設的發展十分迅速，工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索，工程地質學大為長進，內涵和外延都煥然一新，成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白，建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法，走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程，形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業，舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設，瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建，以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程，充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗，建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來，極大地豐富了工程地質學科的內容，有力地促進了工程地質學科的發展，使我國工程地質學達到現代科技水準，逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天，工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇，發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料，並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師，都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界，有國際工程地質學會，國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會，水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外，全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻，發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程，要與地質體(地基)打交道的行業，都有工程地質專業，因此，我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業，是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性，使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物，可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然，世界上有成千上萬座水庫大壩，你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜，而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道，所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事，一旦失事，損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大，專業多，涉及面廣，投資大，工期長，建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜，特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程，涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面，你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此，水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的，同時，工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上，工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界：工程地質這個專業太難了，工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的，很大程度上取決於我們的工程經驗，即是十分成功的工程，也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展，新方法，新技術，都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如，近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展，壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展，但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考，因此在工程界有一種通用說法：不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的，實際上卻出了問題；而另一些工程通過計算認為不安全，但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設，工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點：在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性，甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡，均為水工史上震驚世界的慘痛教訓，其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工，重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上，開工後實在施工不下去了，搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故，輕則修改設計，重則工程報廢，或造成生命財產的重大損失，這樣的例子實在太多，舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理：「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上，地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀，你只能用一個區間值來表述，如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數，它只能是一個區間值或統計值，因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候，千萬不要把它當成是絕對准確的，否則會誤導精確評價的可信性。據此，我們可以將工程地質測不準原理表述為：「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定，它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值，供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來，概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域，可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值，而不提出確定的數值，當他們對測不準原理透徹理解之後，這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新，為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持，工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮，在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命，從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異，應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立，必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題：①數值計算；②制圖；③資料庫；④文檔管理；⑤專家系統；⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐，也是我們將繼續探討的主要課題，還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是：①選址，選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地；②評價，闡明工程建築區或場地的工程地質條件，進行定性和定量的工程地質評價，准確界定工程地質問題；③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化，為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據；④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述：為工程建設提供基礎性和專門性地質資料，為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據，同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務，需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析，界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確，工程概念清晰，勘察手段多樣，勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確，計算可靠，參數可信，建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質，因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責，其物理力學參數也僅僅是建議值，不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案，地質師不負責。但是，地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑，對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底，對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來，正規勘測設計院的勘測隊伍，已經過幾十年工程實踐的檢驗，在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題，是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞，供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中，一般問題較多的是工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落後；工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；地質報告中基本地質條件不清楚，主要工程地質問題界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解，這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求，有的工程由設計人員來布置地質勘探工作；有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然，自以為是包打天下，不結合地質條件設計不當；也有的是不尊重自然地質規律，野蠻施工，嚴重破壞地質體的自然結構，造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題，往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任，令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上，在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾，可以說，地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果，或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果，如果離開了地質基礎，則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工，水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題，早已被專家們的真知灼見道出了關鍵，就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入，一旦要報項目，立即就要求提交地質報告；還有些工程是今天提交了可研報告，明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的，地質條件不清楚，投資控制不住，施工後修改設計，或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多，甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致，規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批，1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》，在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展，一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質，而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查，使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長，完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後，對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的，但卻存在不同的技術標准和勘測程序，這種情況還要繼續下去，需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗，各勘測設計院明顯缺地質總工人才，八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工，近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔，或後繼無人，或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣，社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應，工作環境、工作條件的局限，人才資源開發機制的問題，擇業行為中的浮躁動機等等，都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果，出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家，實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力，能夠解決復雜問題的地質師，沒有十年以上的功夫，大量的工程實踐，自身的敬業精神，理論聯系實際，相關學科專業的學習和滲透，是決不可能的。十年樹木百年樹人，在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場，對地質師素質的要求也將越來越高，最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場，必須重視高素質人才的培養，重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制，技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的，報告的編制人中沒有地質專業負責人，或地質報告沒有院級地質負責人審查把關，報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度，同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象，還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴，助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠，有些地方部門長期拖欠勘測經費；體制問題，市場競爭不規范，非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異；勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算，造成多勘探多爭錢，地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象，長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低，新技術新方法投入少，不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂，今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期，這一悲觀性預測有些危言聳聽，但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責；勘測周期不合理，前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責；質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責；其它問題大家都有責任，但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了，落實到要有人來抓，所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決，但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性，結果都是紙上談兵，沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已，不可能提出可以操作的具體解決方案，這種方案也不該我們提，該誰提？當然應該是誰負責抓，誰就提方案追落實精指揮勤檢查，最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此，我們的對策就算出台了。
其實，我們這里列出來的眾多實際問題，本質上和深層次的是體制和機制問題，需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快，新技術與舊管理的沖突，老觀念與新思想的交鋒，既是矛盾又是改革的動力，這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調：「不能老修改設計，因為搞招投標尤其是國際合同，修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計，是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準，修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展，實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系，實踐證明，人與大自然斗爭的結果，雖然取得了一些局部性的小勝利，而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命，無不與工程建設有直接關系，與地質環境有直接或間接關系。建國以來，我國的基本建設此起彼伏，水利水電工程建設從無到有，新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中，地質師要起到指揮和首席演奏家的作用，甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題，然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰，順應自然，保護環境，防止災害，造福人類，是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考文獻：
1 王思敬，工程地質學的任務與未來,《工程地質學報》1999年第3期
2 崔政權,《系統工程地質學導論》水利電力出版社，1992.5
3 孫廣忠，論地質工程的基礎理論,《工程地質學報》1996.第4期
4 黃鼎成等,《走向21世紀的中國地球科學》河南科技出版社，1995年10月
5 張明定等,《水文地質與工程地質的系統思維》西北工業大學出版社，1993年12月
6 陳祖安，工程地質學,《中國電力網路全書水力發電卷》中國電力出版社，1995年5月
7 韋港，水利水電工程地質實例剖析,《工程地質-面向21世紀》中國地質大學出版社，1997年11月
8 陳祖安等，水利水電工程地質計算機應用概述及設想規劃,《水利水電工程地質》1995年第1期
9 韋港、冀建疆，關於堤防工程地質勘察規程中若干問題的探討,《水利水電技術》1999年第10期
10 瑞德尼克[蘇],《量子力學史》科學出版社，1979年9月轉貼於 中國論文下載中心 http://www.studa.net[首頁]

㈩ 關於地震地質工作的幾點意見

李四光

(一九七○年六月)

在最近歷史時期,在全球范圍內,一次又一次發生了毀滅性地震,一九六○年智利大地震以來,破壞性地震的發生,有愈加頻繁的趨勢,我國不在例外。邢台地震和通海-峨山地震,都是一場巨大的災難。

在以毛主席為首的無產階級司令部的親切關懷下,根據周總理一再具體的指示,我們發動了當地廣大革命群眾,在解放軍大力支持下,兩次樹立了大打人民戰爭的光輝範例。廣大人民群眾,懷著對偉大領袖毛主席深厚的無產階級感情,以頂天立地的氣概,發揚自力更生的精神,英勇奮戰,很快就掃平了廢墟,進而發展生產,重建家園;並且在大震以後,餘震頻頻發生的過程中,發明了許多土辦法和土洋結合的辦法,創造了許多土儀器和土洋結合的儀器,為預測地震的工作,打下了群眾性的基礎。

地震之敵,在全國某些地區,還在伺機而動。我們今後一定要站好崗,放好哨,做好准備。准備任何時期都能夠更出色地大打一場人民戰爭。為此,我們的地震工作既要普及,又要提高,如何又普及又提高?辦法只有一條:即堅決貫徹執行偉大領袖毛主席的指示「我們的提高,是在普及基礎上的提高;我們的普及,是在提高指導下的普及」。

地震地質工作,對我們來說,還是生疏的。為了能保證正確地貫徹執行上述偉大教導,我們的工作一定「要從客觀存在的事實出發,從分析這些事實中找出方針、政策、辦法來」。

地震的發生,經常有個震源,震源的位置,絕大多數在某些地質構造帶上,特別是在斷裂帶上。地質構造帶,是地應力按一定的條件,在岩層中作用的反映,若干不同性質的構造帶在一定的地區中的分布、排列和配合往往呈現某種規律,它反映應力場在那個地區中作用的特點。如若應力場穩定了或者消失了,構造帶也就穩定了或者僵化了;如若應力場加強了,而且達到了一定的程度,穩定的構造帶就會重新活動,乃至有所發展,或者產生新構造帶。

長期地震工作的實踐經驗,證明了地震震中(即震源在地面上的投影)是與活動地質構造帶不可分離的。那種活動構造帶,有的暴露在地面,有的隱伏在地下,為較新的、平敷的岩層所掩蓋。

不管地震發生的根本原因是什麼,不管哪一種或哪幾種物理現象,對某一次地震的發生,起了主導作用,它總要把它的能量轉化為機械能,才能夠發動震動。震波有的屬於高頻率彈性波,也有的屬於低頻率、破壞性較大、傳播范圍較小的塑性波,震源大多數在地殼中,少數在地幔中,這些都不是我們現在要考慮的問題,關鍵之點,在於震動之所以發生,可以肯定是由於地下岩層,在一定的部位突然破裂,岩層之所以破裂又必然有一股力量(機械的力量)在那裡不斷加強,直到超過了岩層在那裡的對抗強度,而力量的加強,又必然有個積累的過程,問題就在這里。逐漸強化的那股地應力,可以按上述情況積累起來,通過破裂引起地震,也可以由於當地岩層結構軟弱或者沿著已經存在的斷裂產生相應的蠕動,或者由於當地地塊產生大面積、小幅度的升降或平移,在後兩種情況下,積累的能量可能逐漸釋放了,那就不一定有有感地震發生。因此,可以說,在地震發生以前,在有關的地應力場中必然有個加強的過程,但應力加強,不一定都是發生地震的前兆,這主要是由當地地質條件來決定的。

地應力加強活動,不僅會引起地震,還幾乎可以肯定地說,在一定的地區范圍內,引起其他許多物理的變化。譬如說,大地電流、電位場、磁場、重力場、地下水位和某些氣體冒出等等異常現象,但反過來說,這些異常現象的產生,並不一定意味著局部地應力場的變化。它們產生的原因太復雜了,當然,也不能排除地應力作用的可能性。

因此,我們認為,地震地質工作是地震工作落到實處的一個必不可少的步驟,在尋找可能發生地震的危險地帶,特別是危險地區的工作中,它應該起先行作用。在茫茫大地上,如果我們對可能發生地震的地帶或地區,完全無所察覺,我們的「以預防為主」的工作和措施,將從何著手?反之,一旦我們獲得了確鑿證據,證明某些地帶或地區,確有發生地震的危險,那就不僅在地理上(空間的意義)起了預報的作用,而且對地震預報觀測台站的部署,也具有一定的指導意義。

總起來看,地震地質工作,也和一般地質構造工作一樣,不能離開在空間調查,即靜態的觀測,而且還要進行構造帶在時間上的變化,即動態的觀測。第二項要求,指出了地震地質工作的特點。

根據上述地震地質工作的一般要求和特點,我們當前的任務概括起來是要回答兩個問題:

第一個問題:

哪裡有活動構造帶?它是怎樣活動的?

第二個問題:

構造帶的活動是怎樣引起地震的?

先就第一個問題,分幾點扼要地回答如下:

1.查明活動構造帶的所在,追索它伸展的方向和范圍。

一個構造帶活動不活動,通過一般地質觀測方法,包括涉及新第四紀地層、A近冰磧物、冰水沉積、沖積層以及古代人居住遺址和墳墓等等現代構造運動所造成的地面形變或裂隙,活動構造帶的存在是可以初步鑒定的,但對地震地質工作的要求來說,用這種方法作出的鑒定,大都不夠肯定,不夠精確,還需要輔以儀表觀測,才能達到要求(詳見下第2條)。

對一個構造帶,譬如說一個斷裂帶,在一般地質觀測工作中,大都只限於它大體上展布的范圍,很少嚴格地要求查明一條斷裂帶達到何處才完全消失,一條斷裂帶兩頭的終點和斷裂帶中發生曲折的地點附近,看來,地震之敵往往是隱藏在活動構造中的據點,也就是說,可能是潛伏的震源所在(理由詳下)。

2.測定活動構造帶活動的程度和頻度。

用普通地質觀測的方法,例如在一個斷裂帶的兩盤,往往能夠發現一些標志,它們標志著兩盤相對移動的平錯距離或垂直斷距,如果在那種標志上也標志著它們存在的時間,那更可以確定在某一時期中,有關的活動構造帶兩盤,發生了相對位移的方向和錯距。

我們可以用人為的標志來測定斷裂兩盤活動的程度和頻度。例如在一條斷裂的兩旁,建立幾個橫跨斷裂的固定觀測站,經常測定兩盤相對位移的數值,再輔以流動觀測站,探明斷裂帶全部各段活動的程度。有種種辦法可以採用,如鋼弦測距、傾斜儀、光速測距、地面三角測量和水準測量等等,最後一種辦法,對地形變與地震的關系,具有重要意義,但工作量較大,需要時間較長,如若用來預測地震,一般是緩不濟急的。

構造帶的活動,有間歇性的,也有連續性的,連續活動,有隨時間而發生緩急的變化,也有活動的程度均勻地持續下去,也有極為緩慢但長期繼續下去的變動,稱為蠕動。這些不同程度和不同形式的構造運動的測定,在地震地質工作中具有極其重要的意義。

有些特殊宏偉、深入地下的斷裂帶,如東亞大陸東部邊緣與太平洋相連接的地帶,從堪察加半島東部邊緣,沿著千島群島,到北海道東部和本州東北部邊緣,直到橫斷本州的大斷裂向太平洋伸展的處所,分為兩支:一支往南偏東沿小笠原群島和馬里亞納群島方向伸展,另一支沿著日本本州西南部、琉球群島,經過我國台灣東邊,轉向菲律賓東部邊緣伸展;又如阿留申群島,阿拉斯加沿岸,沿著北美、南美大陸西部邊緣和太平洋連接的地帶等等,長期以來,相當強烈的構造運動,看來是在不斷地進行,或斷斷續續地進行。斷裂的深度和長度,不是大陸上的斷裂所可比擬的。因此,在這些地帶,地震頻度之大、震源之深、震級之高,也不是大陸上其他大斷裂帶所可比擬的。

3.鑒定活動構造帶的性質。

活動構造帶,可以是單一的斷裂,也可以是由若干斷裂組合而成的復式斷裂帶,更可以由褶皺和斷裂夾雜在一起組成的褶皺帶,也有時由單一的破碎帶組成。不管活動構造帶屬於哪一類型,如果有地震震源或潛伏震源存在其中,斷裂總是活動構造帶的重要組成部分。

活動構造帶可以是壓性的,可以是張性的,可以是扭性(剪切性)的,也可以是壓扭性的或張扭性的。在強烈地震發生的時刻,地面往往出現呈雁行排列的裂隙群,沿著那些裂隙伸展的方向,在大震正在進行的時候,地面往往反復劇烈擺動,同時在水平面上產生大距離的錯動,斷裂兩盤垂直的相對位移,一般較小於水平相對錯距。精確觀測活動斷裂帶,在一定的時期內,兩盤相對平錯和起落的距離,是測定活動構造帶活動程度的有效辦法之一,也是鑒定活動構造帶性質的重要手段。

前述太平洋東、西兩岸的大斷裂帶,無疑是擠壓性和剪切性的,東非大裂隙的性質,雖然還有爭論,看來主要是張裂性的。是不是擠壓加剪切的斷裂帶比張裂帶更容易引起強烈的地震?這個問題提醒我們,為什麼在地震地質工作上要注意斷裂的性質。

4.盡可能找出和一個活動構造帶有切密聯系的其他構造帶。

一切事物都不是孤立的,活動構造帶的存在,也不可能是孤立的。究竟一個構造帶和哪些構造帶有密切的聯系?這是個實際問題,必須聯系實際情況,才能獲得解決。當我們對一個活動構造帶開展工作時,我們必然遇到這個問題,我們也必須解決這個問題,才能查明哪些地帶屬於可能發生地震的同一危險地區。明了了這一點,對一個地區全部地震工作,才好作合理的部署。

有密切聯系的構造帶,由於都是受同一地應力場的控制,它們的各別形態、性質、排列以及它們的分布,一般有規律可循。就是說,如果發現某一條構造帶有活動的跡象,我們就得注意屬於有密切聯系的同一構造體系的其他構造帶,很可能也有些相應的活動。從這一觀點出發,我們在野外的工作,就有了線索可循,危險區的圈定,就可以落實到一個活動構造體系分布的范圍。通過地質觀測實踐經驗,我們認識了一些類型的構造體系,通過模擬實驗,也可以用人為的方法在一定的介質中作出類似在自然界產生的某些構造體系,從而得以了解產生的條件和過程。

我們還可以進一步根據野外地質觀測和重點應力解除的結果,並參考模擬實驗所提供的旁證,進行地應力場的分析。這對地震發生根本原因的探討和地震預測方法,也是打基礎的工作。

現在回答第二個問題,即怎樣通過活動構造帶中哪一點或哪些點的活動引起了地震?

震源有時在活動構造帶中流竄,位置不定;也有時偏向於大致固定在活動構造帶上的某一點或某幾點,這種現象不是偶然的,不能沒有客觀存在的規律。不掌握這條規律,光講活動構造帶,對我們的地震預測工作的要求,起不了多大的作用。

有幾種情況,值得注意:

1.活動斷裂帶曲折最突出的部位,往往是震中所在的地點;因為在那樣的部位往往是構造脆弱的處所,也往往是應力集中的處所。

2.活動構造帶的兩頭,有時是震中往返跳動的地點;因為活動斷裂帶,在應力加強而被迫向外發展的時候,它的兩端是按過去構造運動的軌道,進一步推動它繼續發展最有利的部位。

3.一條活動斷裂帶和另一斷裂帶交叉的地方,往往是震中所在的地點;因為斷裂交叉的處所,斷面多半崎嶇不平,或者有大堆破壞了的岩塊聚集在一起,容易導致應力集中。

4.前面已經提到,當強烈破壞性地震發生時,活動斷裂帶上的整個段落,有時呈現沿著那一段落反復擺動的模樣,在這種情況下,斷裂兩盤如果極為平滑,或者斷面上只有一些容易鏟平的岩塊疙瘩,在劇烈的運動中就被鏟平了,如果斷面上有較大的岩塊伸出,或者斷裂帶中有許多斷裂,不是彼此互相平行,或是雁行排列,而是犬牙交錯,在那裡兩盤的相對運動,就會被阻止,由於被阻止,局部的應力就越來越集中,到了阻止兩盤相對滑動的力量,抵擋不住那一段斷裂帶兩盤相對滑動的力量的一瞬間,轟然一下,阻擋了的岩塊或犬牙交錯的斷裂被粉碎了。地震就可能在那裡發生。這樣去理解強震地段在地震正在進行的短時間中,有時連續不斷發生強震的現象,看來是符合「不塞不流,不止不行」的辯證邏輯的。

5.曾經發動過一兩次破壞性強烈地震的處所,一般是脆弱的,構造帶中那種劇烈的破壞,不是短短的歷史時期中可以恢復的,因此,在幾百上千年的時期內,在那裡不允許地應力高度集中以致再一次發生破壞性的強烈地震,而只能夠繼承那種已經造成的弱點,在地應力加強的時候,比較容易發生一系列小型破裂,從而發生一群或幾群小震。

然而這種推論,不能適用於太平洋西岸那樣的大斷裂帶,在那些地帶,大規模的構造運動,現今還在不斷地進展,因而大型裂縫不但沿主斷裂的兩側蔓延,而且可能向地球深部發展。我們還沒有掌握足夠的事實,也沒有作過深入的鑽研,不能把上述各種情況,說成是帶有規律性的東西,我們更不能把活動構造帶中已經發動過或潛伏的震源,都歸納到上述的一些特殊部位,在這里只能指出這樣一個看法:即把活動構造帶中某些具有特殊構造形式的部位,當做可能發動地震的危險地點看待,這不是什麼「庸人自擾」。

我們對地震地質工作,現在還缺乏經驗,缺乏依據,搞出一套比較完整的辦法,在現階段也不應該提出什麼工作規范之類的東西,來束縛自己的手腳,但是即使僅僅邁出第一步,也得要有個方向,有個辦法,有個步驟。在此僅僅是試探性作了一些初步經驗的小結,徵集了各有關方面的一些意見,其目的是為了供地震戰線上廣大革命戰士的參考,以便結合各自的經驗和看法,進行討論、補充和改正。

(引自《地震戰線》,1970年,第7期)