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1合肥區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景學(xué)習(xí)分析
該斷裂大致沿合肥市長江路呈東西走向縱貫市區(qū),為隱伏斷裂,在五里墩南斷面向南陡傾,為張性斷裂。該斷裂在新第三紀(jì)至第四紀(jì)初曾強(qiáng)烈活動(dòng),大蜀山橄欖玄武巖噴溢可能與其有關(guān)。但晚更新世以來沒明顯的活動(dòng),對小震活動(dòng)的控制作用不明顯。
2合肥地區(qū)地震歷史學(xué)習(xí)分析
2.1合肥地區(qū)歷史地震記錄據(jù)史料記載
公元288年至今,區(qū)域內(nèi)沒有發(fā)生過7級以上強(qiáng)震。
2.21970年以來地震記錄資料
2.3對地震記錄資料的分析
合肥地區(qū)據(jù)史料記載,自公元288年至今區(qū)域內(nèi)沒有發(fā)生過7級以上強(qiáng)震;1673年3月~1962年8月史料中,1673年合肥南部發(fā)生的5級地震,位置在橋頭集-東關(guān)斷裂、大蜀山-長臨河斷裂與烏云山-合肥斷裂的交匯部位,據(jù)專家推斷該三條斷裂為活動(dòng)斷裂,且合肥地區(qū)具備發(fā)生5.5級~6級地震構(gòu)造。此外,鄰區(qū)地震也影響合肥,如1668年山東郯城-莒縣間發(fā)生的8.5級地震,造成合肥大約7度的破壞;1917年霍山6.25級地震和1954年在合肥六安間發(fā)生的5.5級地震均造成大約6度的破壞。據(jù)有關(guān)部門從1973年至1994年發(fā)生的MS≥1級地震震中分布與斷裂關(guān)系研究發(fā)現(xiàn):合肥地區(qū)小震活動(dòng)主要集中于區(qū)域東部,形成一個(gè)小震叢集區(qū)和兩個(gè)密集帶:
①一個(gè)小震叢集區(qū)位于池河-西山驛和烏云山-合肥斷裂之間,反映區(qū)域東部地殼活動(dòng)性明顯強(qiáng)于西部;
②巢湖內(nèi)的姥山-中廟一線存在著一個(gè)近東西向展布的小震密集帶,線狀特征明顯;
③元瞳-梁園-石塘一帶小震呈密集帶,暗示有北西向隱伏線性構(gòu)造的存在。
3合肥地區(qū)地震評價(jià)和抗震烈度區(qū)劃現(xiàn)狀
合肥市是距離郯廬斷裂帶最近的省會(huì)城市,經(jīng)權(quán)威部門研究認(rèn)為:
①郯廬斷裂安徽段為中強(qiáng)震低頻地段;
②合肥地區(qū)未來的地震危險(xiǎn)性主要來自華北地震區(qū)的長江下游-黃海地震帶和郯廬地震帶;
③未來可能發(fā)生在安徽六安-霍山地震區(qū)、渦陽—鳳臺(tái)地震區(qū)和江蘇溧陽地震區(qū)的強(qiáng)震,會(huì)對合肥地區(qū)有較大潛在地震影響;
④綜合各方面情況,合肥區(qū)域發(fā)生6級以上地震或受到大于7度地震影響的概率極低。國務(wù)院把合肥列為全國13個(gè)地震重點(diǎn)監(jiān)視防御城市之一,2010年抗震規(guī)范規(guī)定合肥市四區(qū)(蜀山、瑤海、廬陽、包河)及四縣(長豐、肥東、肥西、廬江),建筑抗震設(shè)防基本烈度為7度、第一組、地震加速度為0.10g;巢湖市列為建筑抗震設(shè)防基本烈度為6度、第二組、地震加速度為0.05g。
4合肥地區(qū)工程抗震淺析
4.1合肥地區(qū)抗震措施一般不需要考慮“避讓斷裂帶”的要求
根據(jù)2010年抗震規(guī)范第4.1.7條規(guī)定“抗震設(shè)防小于8度區(qū)域,建筑抗震不用考慮避讓斷裂帶”的要求,原因是通過國內(nèi)外大量地震資料在小于8度地震區(qū),地面一般不發(fā)生斷裂錯(cuò)動(dòng)。合肥市四區(qū)、四縣、一市抗震設(shè)防基本烈度皆小于8度。
4.2合肥地區(qū)建設(shè)工程時(shí)地貌單元勘察要求
合肥地區(qū)要注意在河、湖岸邊漫灘及一級階地等地貌單元上建設(shè)工程時(shí),應(yīng)該注意場地土(砂土和粉土)的液化問題。在這些地貌單元勘察時(shí)必須進(jìn)行有關(guān)技術(shù)測試,如對砂土要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),對粉土要進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),并進(jìn)行有關(guān)液化土評價(jià)和場地液化指數(shù)的綜合計(jì)算,進(jìn)而提供設(shè)計(jì)對地基基礎(chǔ)的技術(shù)措施依據(jù),施工中嚴(yán)格按照勘察設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,使建筑滿足抗震規(guī)范要求。必須注意:本次規(guī)范修訂依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223—2008),修訂中總結(jié)汶川大地震的經(jīng)巖土工程與基礎(chǔ)處理336驗(yàn)教訓(xùn)考慮到我國經(jīng)濟(jì)已有較大發(fā)展,把“未成年的學(xué)校、醫(yī)院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、大商場、交通樞紐等人員密集的公共服務(wù)設(shè)施”劃為重點(diǎn)設(shè)防類,其地基基礎(chǔ)抗震設(shè)防措施比基本烈度提高一度的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。對抗震基本烈度為6度區(qū)的巢湖市,建筑抗震乙類(重點(diǎn)設(shè)防類,如中小學(xué)、幼兒園等)及甲類建筑,嚴(yán)格注意勘察時(shí)應(yīng)對場地在7度地震力作用下有液化的土層進(jìn)行技術(shù)測試與液化評價(jià),進(jìn)而在設(shè)計(jì)時(shí)考慮要按照“比基本烈度提高一度(7度)設(shè)防”的要求采取措施處理,以達(dá)到抗震規(guī)范規(guī)定的抗震要求。
4.3對重要的、體型復(fù)雜的高層建筑應(yīng)該進(jìn)行地基動(dòng)參數(shù)檢測、地震力衰減和時(shí)程分析
在地震過程中,土的剪切模量和阻尼比隨剪應(yīng)變的加大而呈現(xiàn)出明顯的非線性變化。在有限的范圍內(nèi)剪切模量G與剪切模量Gmax的比值隨剪應(yīng)變?chǔ)玫淖兓€僅與土類有關(guān),故土的非線性動(dòng)力特性可以用G/Gmax~r曲線描述。而Gmax由原位剪切波速測試出的S波速Vs由下式算出:Gmax=ρVS2。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)要求,地震作用計(jì)算擬采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算。通過對場地原位剪切波速測試和人工模擬的加速度時(shí)程曲線,計(jì)算各層土層地震動(dòng)力反應(yīng),給出地表加速度時(shí)程,再進(jìn)行有關(guān)加速度時(shí)程合成。通過地震危險(xiǎn)性分析給出了場地基巖地震動(dòng)時(shí)程的動(dòng)力學(xué)特性:峰值加速度及加速度反應(yīng)譜。人工合成地震動(dòng)就是計(jì)算滿足這些特性的加速度時(shí)程,其方法是不斷調(diào)整初時(shí)時(shí)程Ra(t)的幅值譜,使Ra(t)的動(dòng)力特性(包括加速度反應(yīng)譜及峰值加速度)均滿足危險(xiǎn)性分析的要求。地震動(dòng)時(shí)程的強(qiáng)度包線采用如下形式:(t/c1)2×Agmaxt≤c1Agmaxc1≤t≤c2exp(-c3(t-c2)Agmaxt>c2f(t)={其中:c1、c2、c3是確定包絡(luò)線的3個(gè)參數(shù);Agmax是最大加速度;t是從地震初至開始的時(shí)間。對合肥周圍地區(qū),在考察每個(gè)潛源的最大震級和潛源內(nèi)發(fā)生最大震級地震對場地影響兩個(gè)方面的因素后,多遇地震各參數(shù):c1=17.76,c2=26.52,c3=0.12。為反映地震全過程,對多遇地震時(shí)程長度為20.48s,采樣步長0.02s,相應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)分別為1024。
4.4建設(shè)工程勘察、設(shè)計(jì)、施工必須嚴(yán)格按照國家抗震設(shè)防分類
標(biāo)準(zhǔn)(2008)和2010抗震規(guī)范執(zhí)行新規(guī)范繼續(xù)保持著“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防方針。所有建筑只要嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)計(jì)和施工,可以在遇到高于區(qū)基本烈度1度的地震下沒有倒塌的危險(xiǎn),從而實(shí)現(xiàn)生命安全的目標(biāo)。其中:所指的“小震即多遇地震、中震即基本烈度地震、大震即罕遇地震”,其對應(yīng)的50年“超越概率63%、10%和2%~3%的地震”,對應(yīng)的“重現(xiàn)期分別為50年一遇、約500年一遇和約2000年一遇的地震”。
4.5對既有建筑抗震的現(xiàn)狀分析與抗震措施的建議
4.5.1既有建筑抗震的現(xiàn)狀
根據(jù)筆者參加的安徽省住建廳與安徽建筑工業(yè)學(xué)院2009年對“安徽省城市重要市政基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑的抗震性能調(diào)查”研究,既有建筑物抗震隱患主要存在如下幾種情況。
①抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的變化引起建筑物抗震性能不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,如原抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)為丙類而現(xiàn)行規(guī)范定為乙類建筑,如教育建筑、醫(yī)療建筑、大型公用建筑等,因?yàn)楝F(xiàn)在新規(guī)范要求要比基本抗震烈度提高1度設(shè)計(jì),所以現(xiàn)在不能滿足新規(guī)范要求抗震。
②7度區(qū)1978年前建造使用的建筑和6度區(qū)1989年前建造使用的建筑,由于之前沒有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)建造,因此其安全性較低,達(dá)不到現(xiàn)行抗震要求。
③對于1978年前建造的建筑雖然進(jìn)行了一些抗震加固,但其整體性差,很多建筑根本不能抵抗基本烈度的地震作用。
④1978年以后建造的抗震房屋,但根據(jù)對部分建筑(如合肥市西苑新村某樓,6層,二層)現(xiàn)場檢測其承重墻砌體砂漿標(biāo)號很低,已很多達(dá)不到M25,不能抵抗基本烈度7度時(shí)的地震力作用。
⑤其他問題諸如:部分建筑結(jié)構(gòu)體型不規(guī)則和設(shè)計(jì)缺陷,引起的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力薄弱;部分建筑由于施工質(zhì)量較差和建筑材料性能指標(biāo)不合格導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗震性能不滿足設(shè)計(jì)要求;有些建筑未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可,擅自加層或改變使用功能而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗震性能存在隱患;個(gè)別建筑建造在沒有處理的坑道上、液化場地上、可能造成的滑坡上等等。
4.5.2對既有建筑的抗震措施的建議
對重要公共建筑設(shè)施應(yīng)該積極進(jìn)行鑒定、加固。對過去設(shè)計(jì)符合老規(guī)范沒有達(dá)到新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的如未成年的學(xué)校、醫(yī)院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、大商場、交通樞紐等人員密集的公共服務(wù)設(shè)施,應(yīng)該重點(diǎn)實(shí)施加固改造。對民房、危房應(yīng)積極宣傳,鼓勵(lì)自行委托鑒定、加固或拆除。
5結(jié)語
工程抗震始終是圍繞著人類的建設(shè)工程進(jìn)行,實(shí)踐證明,行之有效的抗震措施,可提高工程的綜合抗御地震破壞的能力。只有強(qiáng)化工程抗震和防災(zāi)意識,科學(xué)地研究具體地點(diǎn)和地震特點(diǎn),才能有效地提高工程抗震和防災(zāi)能力,人類才能在有限的資金下最大程度地戰(zhàn)勝地震災(zāi)害,從而造福社會(huì)、造福人類。
作者:吳君虎 單位:安徽建筑大學(xué)勘測設(shè)計(jì)研究院
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