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Natural Hazards Research综述┃活动断层避让带和缓冲带研究进展
2022-8-17 15:24
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文章内容  

本文总结了国内外关于活动断层避让带的研究进展,明确了由断层破裂带和两侧避让距离组成的断层避让带的定义。避让带的宽度因断层特征、地质环境和建筑抗震能力而异。由于地质背景和建筑物的抗风险能力不同,各个国家或地区有不同的规定,但大部分的共同点是要求距全新世活动断层至少15米的避让距离。此外,本文统计了17次不同震源深度和震级的历史地震的发震断层倾角,进一步分析了它们对破裂带宽度的影响。结果发现尽管断层倾角在几何理论上是影响破裂带的宽度和避让距离(图1),但统计学上线性模型和三角函数模型均无法解释它们的相关性。为了防止一些特殊和重要的建筑物受到地震灾害的影响,避让断层时应考虑到更大的缓冲带。20个沿活动断层的同震滑坡分布的记录验证了重要建筑物断层一侧的缓冲距离至少应为3km或5km的合理性。


究结论

(1)根据国内外关于活动断层避让带的相关调研,加利福尼亚州的活动断层避让法案是首个制定的法案,并在不断更新。许多地区参考这一套法案,确定避让距离至少15米。一些地区根据实际地质和建筑情况,避让带宽度不同。目前中国最新审核的规划综合考虑了各种断层参数和建筑地基深度等(图1),是一个相对完善的方案。

(2)统计数据表明在单一地震事件的不同地点或17个不同震级和震源深度的地震数据中都没有显示出断层倾角和断裂带宽度之间的线性或三角函数关系。这结果也可能受限于不一致的断裂带宽度测量标准。未来的研究中还需进一步提高统计数据的丰富性和均一性,并且探索其他相关性模式。

(3)在地震防灾减灾中,对于一些重要的建筑,需要有一个更宽的活动断层缓冲区。根据同震滑坡最多的地区与断层的距离,断层一侧的缓冲距离应至少为3或5公里,这与现有规定一致。


研究意义

地震灾害威胁着人们的生命财产安全。大多数破坏性地震都沿活动断层发生。活动断层以地震方式的突然错动和震间期的长期蠕变对建筑物和公共设施造成严重破坏。在一定距离内避开活动断层是减轻或防止此类灾害造成破坏的最有效方法。因此充分了解活动断层避让带和缓冲带的研究进展以及探索可能影响避让和缓冲宽度的因素可科学支撑地震防灾减灾决策制定,减少地震灾害给人类社会造成的损失。在未来的工作中,为更科学地确定活动断层的合理避让带,建议对地震破裂带的宽度和建筑物的损坏情况进行统一的标准调查,并且,需要更多的案例和因素来构建更有效的避让模型。

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图1:活动断层避让距离国家标准(送审稿)中避让距离计算方法示意图


(a)倾角小于90°的走滑断层;(b)平坦地形中倾角 90°的走滑断层;(c)平坦地形中的正断层;(d)具有断层陡坎的正断层;(e)平坦地形中的逆断层;(f)具有断层陡坎的逆断层(Hb<Hfs-Hs);(g)具有断层陡坎的逆断层(Hb >Hfs-Hs和 Hb<Hfs);(h)具有断层陡坎的逆断层(Hb >Hfs-Hs和Hb>Hfs)。

D0:基础避让距离是指在不存在断层陡坎且断层倾角接近90˚的情况下的避让距离;全新世走滑断层:D0=15 m,晚更新世走滑断层:D0=8 m; 

Du:断层上盘建筑物的避让距离;

Dd:断层下盘建筑物的避让距离;

Hb:建筑物地基深度;

Hfs:断层陡坎高度;

Hs:活动断层变形带露头高度;

D:变形带宽带;

W:避让带总宽度;

ɑ:断层倾角;

β:断层陡坎倾角。


文章信息

研究得到以下机构支持:国家自然科学基金(42002225)、自然资源部深地动力学重点实验室研究项目(J1901)、拉萨国家地球物理观测研究站(NORSLS20-07)

文章标题:

Advances on the avoidance zone and buffer zone of active faults

研究团队:

Xiangli He,Chong Xu,Xiwei Xu,Yuchen Yang

期刊期卷号:

Natural Hazards Research, 2(2), 62-74. 

文章路径:

微信图片_20220811141507.jpg

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666592122000208



期 刊 介 绍


Natural Hazards Research是国家自然灾害防治研究院主办的开放获取英文期刊。旨在促进对自然灾害和灾难性事件感兴趣的各个领域之间的交流,其目标是提升认识和提高自然灾害防治能力。期刊涵盖自然和社会科学的多个学科,强调新的理论、技术、方法和案例研究。

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