作者：苑郁林
出版社：中国铁道出版社有限公司
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小江活动断裂带断口地质与工程研究试读：
前言
PREFACE随着我国经济和社会生产力的快速发展，内地与青藏高原地区的联系日益紧密，交通条件逐渐改善。高速铁路和高等级公路的修建，必将穿越青藏高原边缘，不可避免地会遇到多条大型活动断裂带。高等级和高速度交通工程无论是桥梁上跨还是隧道穿越活动断裂带，活动断裂带都将对工程的等级和速度形成制约，最终会影响到国家交通网均衡性发展问题。
在工程地质中，活动断层或断裂带具有极为重要的地位，决定着工程的复杂性、安全性、服务年限、投资的高低等，更重要的是直接影响工程的可行性。工程对曾经活动过的断裂带开挖，或穿行在正在活动的断裂带之上，都将产生大小不同的工程风险或运营风险。线状的交通工程将稳定板块和活动断裂带联系到一起，最终产生的工程灾害绝大多数都发生在板块结合部的活动断裂带上。对活动断裂带的研究就成为工程研究的重点。
小江断裂带属于一级板块内部的次级构造带，属于板块内构造运动的接触面。是亚洲大陆内部一条极为活跃的断裂带，现在仍具有强大的活动性，被视为全球近代最活跃的断裂之一，是世界上著名的强震带、活动带、应力显现带。本书结合云南省东川市规划的功山至东川高速公路的研究工作，对设置在小江活动断裂带功东段东支沟内、行走在断裂带开口上的交通工程，提出活动断裂带“断口”概念及断口内地质、地灾、地震的特殊性，研究活动断裂带内部与露头形成的沟谷对工程的影响，以及对高等级工程、对位移错动高敏感度工程，比如高速铁路、大型桥梁、横跨断裂带的桥梁、高坝、核电站等的制约强度，隧道穿越活动断裂带形成的衬砌将无法抵抗断裂带的活动，海底隧道会因穿越活动断裂带而放弃建设。规划中的高速铁路或高速公路在活动断裂带前将被降速并降低工程的服务年限。避让活动断裂带断口应是重大工程场地选择、核电站选址和城市生命线工程布设的重要准则，是项目可行性的重要评定指标。
这是一项实用性、针对性强的研究，其中包括以往很多实地调研、勘探、结论等科研成果，将地球板块学理论、地质学理论、断层学理论和小江断裂带研究成果运用到交通工程上，指导和论证工程项目的可行性和实施性，保证能及时为设计研究单位提供有价值的研究成果。另一方面，着重说明活动断裂带在地表活动的表象和结果，活动区内的地质灾害不能被认为是单独的地质现象，这种地质活动亦是活动断裂带整体活动的一部分，它对活动区内的人类活动有超强的颠覆作用。
本书共分为十章，以研究小江断裂带自身发震、蠕变、地质、地灾、地应力等为主，对断裂带露头部位形成的沟谷——断口，做了系统性地风险判断，以及对工程影响的研究。第一章活动断裂带与工程，简要介绍工程对活动断裂带认识的必要性；第二章阐述了覆存条件下断裂带的内部构造；第三章活动断裂带断口内活动状况对交通工程的影响；第四章陈述小江断裂带历年来考察研究成果；第五章研究小江断裂带功山至东川段浅层沟谷内的力学特性；第六章总结出功山至东川段活动断裂带断口内泥石流与活动断裂带之间的关系；第七章归纳出小江断裂带断口内已有大型土木工程受灾状况；第八章对小江活动断裂带功山至东川段断口内的地质进行评价；第九章提出断口内地震安全性评价及工程建议；第十章对全书重要观点进行总结。
本书由苑郁林著，全书由李国良、刘赪、毛金龙补充、修改，在编写过程中，得到了苏交科集团股份有限公司、中铁第一勘察设计院集团有限公司、兰州铁道设计院有限公司的大力支持，其中需要感谢王智平、姬云平、兰建、Heather Lin、武文斌、祁婷、计月华、刘传积、何长生等的帮助和支持。
鉴于作者的水平及认识有限，书中难免有不妥之处，希望得到更多专家和读者的批评指正。作者邮箱：yuanyulin12345678＠hotmail.com。苑郁林2017年7月于特拉维夫PREFACE
With the rapid social and economic development，human ac⁃tivities have gradually expanded throughout the China，from majorcities to the rims of Qinghai⁃Tibet plateau.High⁃speed railways andhighways are being constructed from all directions crossing the plat⁃eau，which inevitably encounter many active fault zones.The qualityand progress of such transportation projects，bridges or tunnels，areseverely limited by these active fault zones，and eventually impactthe overall development of the entire transportation network of thecountry.
In engineering geology，active fault lines or fault zones are ex⁃tremely important factors.They determine the complexity，safety，length of usage and amount of investment of the engineeringprojects.More importantly，they dictate the feasibility of theprojects.Digging on non⁃active fault lines or building over activefault zones creates various risks for engineering constructions or infuture operations.Most of construction failures happen when thetransportation projects are close to the areas that the tectonic platesand fault zones meet.As a result，studying fault zones has been thefocus in engineering research.
Xiaojiang Fault Zone is a secondary structural zone inside a primary plate，and is the contact area of the moving tectonic plates.It is one of the most active fault zones in continental Asia.Becauseits current strong activities，it is also known as a strong seismic，highly active and stress⁃display zone.In this book，a concept of“fracture outcropping valley”（FOV）within the active fault zone isproposed，after studying of the design of highway from Gongshan toDongchuan in City of Dongchuan in Yunnan Province，and the con⁃struction of this section of the highway starting in the east branchtrench，built along the opening of the fault zone.This book also dis⁃cusses the unique characteristics of the geology，earthquake andseismic inside the fractures，analyzes the impact to this highwayconstruction projects by the trench formed at the fault zone abovethe ground，suggests the level of limitations caused by fractures tohighway projects and shift⁃dislocation sensitive projects，e.g.high⁃speed railways，large bridges，fault⁃zone⁃crossing bridges，highdams and nuclear power plants，etc.As a result，the protective lin⁃ing in tunnels crossing fault zones cannot resist the fault zone activi⁃ties，or worse，an underwater tunnel project has to be abandonedreaching the fault zone.Most of the projects are forced to reduce thespeed limit or length of service around the fault zone.Avoidingthese fractures should be one of the most important guidelines in lo⁃cation selection for large transportation projects，nuclear powerplants and city lifelines.It should be one of the most important cri⁃teria in feasibility research.
The FOV concept introduced in this book will be useful to somespecific transportation construction projects.Research results and conclusions are performed by analyzing data from onsite measure⁃ments and investigation，and landscape surveying，combining theo⁃ries in Tectonic Plate Science，Geology，Tomography and studies toXiaojiang Fault Zone.It provides guidelines and proofs to the feasi⁃bility and implementation of an engineering project.This researchwill be a valuable reference to engineering design professionals.Onthe other hand，this research is to interpret the relationship of theappearance and potential danger around the surface of active faultzones.Any individual geological disaster within the active zone isnot an isolated event.It is part of a series of chain geological activi⁃ties.If these single minor activities are ignored，the consequence tohuman activities could be devastating and destructive.
There are total 10 chapters in this book.Based on the researchand study of the origin，transformation timeline，geology，earth⁃quakes and ground stress of Xiaojiang Fault Zone，the term FOV isintroduced to refer the trench valley formed by the part of fault zonethat is above the ground.A systematic analysis of the risk factorsand potential consequences to is presented to emphasize the impor⁃tance of fractures to engineering projects.The first chapter is“Active Fault Zone and Engineering”，an introduction to the im⁃portance of understanding fault zone.Chapter 2 describes theinternal structures of hidden area within active fault zones.Chapter3 lists the impact of fault zone fractures to transportation construc⁃tions engineering.Chapter 4 states a series of expedition and re⁃search data and result in the past.Chapter 5 is about themechanical properties of the trench valley between Gongshan and Dongchuan of Xiaojiang Fault Zone.Chapter 6 summarizes the rela⁃tionships between debris flows and fracture locations within thesame area as in Chapter 5.Chapter 7 presents recent disasters ofmajor civil engineering projects affected by the activities inXiaojiang Fault Zone.Chapter 8 evaluates the geological characteris⁃tics between Gongshan and Dongchuan on Xiaojiang’s FOV.Chapter9 proposes methods to maximize safety and design shockproof projectwithin FOV.The last chapter restates the major points that are dis⁃cussed and concluded in this book.Email：yuanyulin12345678＠ hot⁃mail.comYuan YulinIn July 2017，was written in Tel Aviv1活动断裂带与工程
研究活动断裂带（断层）及其断裂带的性质，关系到核电站、坝体、大型桥梁、钻井平台、海底河底隧道、生命线工程的选址，以及城市土地的开发和工程安全行评价。在工程地质中，活动断层或断裂带具有极为重要的地位，决定着工程的复杂性、安全性、服务年限、投资的高低等。
地学上活动断裂带被认为是地球上岩体的分割线，同时又是板块之间、岩体之间力学转换传递、位移变动的介质；活动断裂带是产生地震的发源地，是地灾最为严重的带状区域。总之，与其说地壳是由岩体组成的，不如说地壳是由断裂带分割出来的，断裂带的活动性更能说明地貌演变的剧烈程度，研究断裂带对区域内的地质稳定性、工程的可靠性更具有针对性。1.1活动断裂带（断层）地学上的定义
地球海洋海沟的扩展和大陆板块的挤压碰撞，使得地壳构造发生强烈变动，第四纪活动断裂带存在诸多形式，或成组出现，或平行或串联，活动断裂带走向与大陆板块的运动呈相关性。活动断裂带呈现出突发性地震活动或无震蠕滑运动，自第四纪以来，震级大、频率高的地震持续活动，是地球表面山脉、沟壑再次塑造的动能之一。活动断裂带具有长期滑动、内力持续演变、突然发震、震后地应力重新分布等特征。
学术界对活动断裂带（断层）的定义具有多样性，以研究地球演变时间跨度的不同，形成多种定义。其中时间跨度较短的定义有以下几种：晚第四纪（距今10万～12万年）以来有活动的断层为活动断层（中国地震局，2009）；中国《岩土工程勘察规范》中定义为全新地质时期（1万～1.1万年）；美国原子能委员会（USNRC）定义为在3.5万年内有过一次或多次活动的断层、与其他活动断裂带有联系的断层、沿该断裂发生过蠕动或微震活动的断层；国际原子能机构（IAEA）的定义为在晚第四纪有过活动，或该断裂有地面破裂的证据。
地学上认为，在中国大陆，许多证据表明中更新世末至晚更新世初有一次普遍的构造活动，而且在许多地方这次活动一直持续至今，区域主压应力方向自晚更新世以来没有发生明显变化，有过活动的断层现在或不远的将来仍有发生活动的可能（李玶，1977，1989）。在地层上，我国中更新统与上更新统在大部分地区岩性、色调迥异，容易区分，而上更新统与全新统相比，前者分布较为普遍，且有一定的厚度，可在地层上显示出时间上的差别，是鉴别活断层地层基础。鉴于此，地学上把晚更新统以来，也即距今大约10万～15万年（距我国马兰黄土大部分的测年结果）以来有过活动的断层称为活断层，它们现在或不远的将来仍有活动的可能。
活动断层的年代问题是活动断层研究的一个主要内容。上述各方的定义对活动断层的活动时限尚未实现统一规定，严格讲，活动断层是指现代仍在活动的断层，但是由于研究水平和技术手段的限制，在实际工作中确定一条断层现代是否活动仍有困难。考虑到构造活动的继承性，在具体工作中往往将活动时限加长。从地震地质研究的角度，多数人主张将第四纪以来有过活动的断层定义为活断层（丁国瑜，1982；马杏垣，1987）。这是因为第三纪和第四纪之间本区普遍有过一次明显的构造活动。近一二十年来，因工程建设上的需要，考虑到第四纪早期活动的断层，由于应力场的改变，其后不一定再活动。因此工程上希望将活断层的时限定得更短些，以避免把服务期内不活动的断层当成活断层来考虑。1.2活动断裂带的活动方式
地震方式产生的突然滑动和平时缓慢的蠕动是断层活动的两种基本方式。并非所有的断层活动都伴有地震发生，只有断层的黏滑活动才有强震产生，而断层的蠕滑运动往往只激发弱震或没有明显的地质活动。
在大陆内部大量交织成网的断裂中，有不少断层不具备明显的位移错动，但是断裂的两盘处于经常反复错动未愈合状态。它们也是地壳断裂活动的一种很普遍的形式，称其为旷动（丁国瑜，1982）。
大型断裂带上不同位置会显示出不同的活动方式，这与整条断裂带的活动趋势有关，常用活动趋势定义整条活动断裂带的活动方式。断层的活动方式主要取决于材料的性质、覆存状态，活断层不同的活动方式直接影响其上地震活动的强度。但是同一断层段在不同阶段表现出不同的活动方式，应变速率、破裂程度对断层的活动方式也有影响。
断层平均滑动速率是作为衡量断层活动强度的一个重要指标。许多学者都根据断层的滑动速率来对断层活动强度进行分级（松田时彦，1976；马杏垣，1987）。特别是将断层滑动速率与强度重复间隔联系起来后，就成了定量描述断层活动强度的参数。宏观上看青藏板块周边的活动断裂带，可以从所在的位置确定其活动强度，位于青藏板块顺时针旋转的主要界面上的活动断裂带都属于高等级的活动带。活动断裂带活动强度总体上与板块漂移的活跃程度有直接的关联。1.3工程对断层活动期的要求
工程的设计使用寿命目前最长为300年，大多数大型工程为100～120年，晚第四纪以来12万年这个时间跨度对人类具有明确使用寿命的工程而言，过于长久。另外，活动断层的活动具有周期性和相对稳定性，工程在地质演变过程中，只是沧海一粟，因此，活动断层活动年限与工程建设年限、使用年限存在匹配问题。
地震学者徐煜坚（1982）、邓起东（1991）将“活动断层”定义为“现今正在活动的，并在未来一定时期内仍将可能活动的断层”。该定义对目前人类待建工程而言更具有指导意义，工程中注重的是：在工程施工期间和使用寿命中，活动断层是否具有蠕滑效应，是否会有地震的发生，断层破碎带（面）周边地应力的演变状况对工程有多大的影响等。
当断层具有现今的活动性、未来短期内的发震可能性以及断层构造聚集高能地应力这三个因素之一者，即为工程中所认为的活动断层。
地质中的活动时间跨度远大于工程的使用寿命，因此现今仍在活动的断层，未来的几百年中活动性不会马上渐灭，一旦发现断层目前具有活动迹象，即可认为是活动断层。地质学者所认为的活动遗迹，如活动擦面等，均是在地质年代长河中所考虑的，工程人员需判定是否是晚第四纪内发生的活动，目前断层共同体内的地质环境是否呈现变动趋势。
当断层被判定为工程使用寿命内的发震断层，即可确定为活动断层，或者称为突发性活动断层。
当断层破碎带内及两侧盘体内聚集着能使工程构筑物急剧变形的地应力，这类断层汇集着形成断层时产生的地应力，不会再使断层产生突发活动，也不会引起地震，但仍会因以前的活动引起开挖后地应力的释放、山体的卸载，造成工程的破坏，此类情况也可属于活动断层。1.4工程对断裂带上部露头构造演变的认识需求
一个发震或活动的断裂带，从震源到地表，深度可达几十千米，人类工程涉及的地下深度未超过几千米，目前，地下工程中的南非黄金矿井触及3580m（2016年）的深度上，准备向5000m深度上开采；世界上现在最深矿井——姆波尼格金矿开采深度为地下4350m（2014年），如图1⁃1所示，这是人类身临其境最深的深度。俄罗斯卡塔尔的阿肖辛油井钻井深度为12289m（2008年），俄罗斯在库页岛的Odoptu OP⁃11油井钻井深度12345m（2011年），为人类触及到的最深地层，如图1⁃2所示。
人类活动出行平面内的隧道工程，目前最大埋深为2016年底开通的瑞士圣哥达铁路隧道（L⁃57.1km）2.5km，其他的均未超过1.3km，绝大多数工程位于地表附近。因此工程对活动断裂带的深部构造及其演绎活动很少涉及，知之甚少。工程所涉及的断裂带深度只属于断裂带的浅部构造，更多的是断裂带出露地表的开口沟谷内，该部分可称作断裂带的断口。图1⁃1 姆波尼格金矿开采深度4350m处的地层
断裂带发震时对工程的影响程度、活动断裂带浅层断层物质内部构造及应力状况、断裂带露头上部覆盖层或断口内山体的活动演变是工程所需要掌握的。
主断裂带整体构造与其浅层构造有以下区别：（1）大型主断裂带的周边浅部分布着次级断层、褶皱等构造，次级断层与主断裂带没有相同的深度，规模远低于主断裂带，断裂形式各式各样，只与主断裂带的活动方向呈相关性；（2）主断裂带浅层断层物质是在内部地应力衰减到一定程度后存在着，与深部的断层物质存在方式、物质形态、应力状态等不同，断裂带的浅部构造是可知、可视、可探，但深部构造尚在探索中；（3）断裂带露头后对地表周边地形有改造、重塑的过程，断层物质地表部分最易流失，形成沟壑、谷地，两侧盘体层层失稳，表现出断裂带活动过程中的衍生构造形态，与断裂带地下演变形态完全不同。图1⁃2 俄罗斯科拉超深钻孔（11256m，2006年）展示图
活动断裂带浅层构造，特别是沟底以上山体（断口）都是活动断裂带存在形式中的一个部位，如图1⁃3所示。人类活动和工程所在的区域多会触及活动断裂带的这个部位，断裂带断口内构造演变过程，是工程所需要把握和认识的，活动断裂带露头上的覆盖层、沟内地质活动是断裂带活动不可分割的一部分，需要配合活动断裂带来研究断口内的地质活动。图1⁃3 断裂带断口横断面示意图1.5我国活动断层所在区域及活动规模
活动断层作为地球表层的一种构造运动现象，我国真正意义上的研究是在1966年邢台地震后，活动断层研究的鼻祖为丁国瑜、马宗晋和邓起东等3位院士，逐步完善有关活动断层研究理论、方法，在活动断层几何学、运动学和动力学等方面奠定了理论基础。
中国的地震活动主要分布在5个地区的23条地震带上。这5个地区是：①台湾及其附近海域；②西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；④华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山—燕山一带、山东中部和渤海湾；⑤东南沿海的广东、福建等地。活动断层在亚洲的分布并不均匀，以沿海地区和青藏高原周边地域较为集中，美洲集中在西海岸，欧洲则集中在欧非板块之间。这些地区与人类活动紧密相容，人类的工程活动与活动断裂带时有交集。
对于各级断裂带的活动规模，唐文清（2015年）学者基于GPS多年监测数据，得出了青藏板块周边多个参考框架的运动速度场：柴达木地块、甘青地块、华南地块、川滇地块、印支地块的现今运动速率分别为（11.95±2.89）、（11.86±2.32）、（7.83±2.08）、（13.18±2.43）、（6.45±1.95）mm/a；地块运动方向为61.1°、93.8°、113.1°、134.8°、141.6°；地块旋转速率为2.91、6.91、0.38、2.15、-91.45×10 rad/a。各块体围绕东喜马拉雅构造作顺时针旋转。参考以上数据可见活动断裂带的活动规模。
单体断裂运动速率及性质：龙门山断裂以右旋挤压走滑为主，运动速率为（1.67±2.07）mm/a，断裂南段活动性比北段要强；鲜水河断裂为左旋走滑断裂，活动性较大，运动速率为8～10mm/a；小江断裂为左旋走滑断裂，运动速率约为6～8mm/a；红河断裂为右旋走滑断裂，中段断裂速率为（3.65±1.95）mm/a，南段断裂速率为（1.59±1.94）mm/a。鲜水河断裂北部地区运动速率最大，向两侧逐渐变小，运动方向则自北向南，由西向东，逐渐由北东向转为南东向，呈现出顺时针旋转特征。另外根据青藏高原板块周边地貌形状可以判断该板块一直在顺时针旋转，断裂呈活动性。龙门山断裂带周围以及青藏高原板块的东侧边缘是人类活动、居住的分散区域，各分散点之间的连接工程与活动断裂带时有交集，出现了在发震断口内修筑大型构筑物的迫切性，因此不可避免的需要对各个活动断裂带进行研究。1.6活动断层研究的必要性
土木工程以占地状况可分为点状工程、线状工程和面状工程，点状工程如核电站、水库坝体、钻井平台、单体大型桥梁等；线状工程如运输通道——铁路、公路、输油输气管道等；面状工程如城市乡镇的住宅土地的开发、水库库区、机场跑道等。断层出露于地表呈线状延伸，活动断层与工程的地表交汇呈现出多种形式，点状工程坐落在活动断层直接影响范围内、外，线状工程有正交、斜交、平行、重合等，面状工程是否围绕着活动断层为主线进行规划布设等。
我国地质灾害面积占国土面积的60％，人口密集区占国土面积约60％，二者重合区域占国土面积的30％，高等级的交通工程目前正全面深入到中国的西北、西南人口密集区，以及青藏高原内部。交通工程路线跨境长，穿越多种地质构造，另受起终点的限制，将不可避免地与活动断层产生空间上的联系，另外，活动断层又是地震活动的发生地，活动断层与地震危险性成为统一体。因此，工程中对活动断层的研究具有十分的必要性。1.7国内外对活动断裂带和地震的研究现状
20世纪以来，一次次灾难性大地震之后，人们才认识到活动断层的重要性，对其的研究才逐步展开和深入，地震与活动断层的关系才被联系统一起来。1.7.1 活动断裂带与地震
1906年美国旧金山大地震，美国地质调查局（United States GeologicalSurvey（USGS））估计这次震级为7.9级。震中位于接近旧金山的圣安地列斯断层上。自奥勒冈州到加州洛杉矶，甚至是位于内陆的内华达州都能感受到地震的威力，地震导致的地表可见断裂长达470km。这场地震及随之而来的大火，对旧金山造成了严重的破坏，是世界上主要城市所遭受最严重的自然灾害之一。
美国学者Rawson（1908）认识到地震的震级和地下地质情况有明显的关联：沉积物填满的河谷遭受的地震级数比附近的河床岩石地基要大，并且，最严重的地震发生在旧金山海岸的填海造地坍塌的地方，不同的地质结构拥有不同的地震灾害效果。
美国学者Reid（1910）通过研究这次地震地表的位移和应变，公式化了他的关于地震源的“弹性回跳”理论，这个理论在今天为研究地震周期仍具有参考价值。该理论认为地震与断层的运动关系极大：地壳岩石承受的弹性（剪切）应力小于其极限值时，地壳岩石不会断裂，原岩内部分布着有规律的断裂及其活动性，说明板块间及其内部蕴藏着超过岩石极限弹性应力值，断裂后的岩体有规律地释放其内部的弹性应力。最初的断裂发生在岩体抗剪能力最薄弱的岩面上，下一次的断裂会向最初断裂的两端或一端延伸，并以不超过岩石纵波的速度扩展。岩石内的孔隙水可以降低和削弱岩石的抗剪能力，较干燥岩体易产生断裂，无需达到极限值的弹性应力即可切断岩体，断裂向下延伸的岩体被水侵蚀后，再次形成液体孔隙压力作用，断裂随着地震再次向下发生。液体孔隙压力也可以解释水库蓄水后引发地震，深井高压注水激发地震，边坡滑动，岩体表面浇水消减岩爆强度等现象。
地壳上部断层带内黏滑作用面上集聚围压和应力差达到一定值时，会突然产生滑动，并释放岩石中赋存的部分应力，可在同一断裂上产生多次地震。黏滑现象是浅源地震的一种可能的机制（Brace，Byerlee，1966）。一次黏滑应力释放后，在该断裂的其他部位又会形成新的成组黏滑面，整个断裂面内会出现黏滑强度的不均匀性和同一断层内地震发生的位置不同、强度不同等现象。
直下型活动断裂聚集的能量突然释放，导致断裂突发性地快速错动，产生巨大的地震。地震产生的地表错动或能量的释放，可沿着地震所在断层进行，呈条带状扩散，也可以与相邻活动断层成组整体发生。从地震遗迹和有记录的地震活动来看，所有的地震都发生在当时的活动断层上，无论震源深度是10km还是50km，活动断层是产生地震的根源。地震会沿着断层的走向产生地表破坏，人员、建筑物破坏明显大于断层两侧的其他区域，7级以上地震往往造成活动断层地表数米的错动。
地震能量均是从既有的活动断层面上迸发出来的，并沿着断裂面迅速扩展，但尚不清楚深部集聚的地震能量是沿着既有薄弱面（断层面）喷泻出来，还是地震能量就汇集在深部断层面上，也不清楚相邻活动断层是否有共同的震源，同组的活动断层各断层面是否交汇在一个深度内。
断裂带在地球表面呈现出的分布状态：卫星图片显示，在板块间正向挤压或板块内部的张拉作用下，同组断裂带呈现出等距离平行分布，横向断裂带也呈等距平行，与纵向断裂带呈70°夹角，将地壳表面分割成菱形块体。板块间的断裂带走向与板块的边缘线轮廓重合，板块间接触面两侧平行分布着这类断裂带。1.7.2 地震危险性概率分析
对某断层地震危险性概率的确定，各国采用的方式基本相同：收集某活动断层以往历史资料，区域内分析，活动性趋势判断，实地探测，专业性指导等。
我国的具体方法为：收集整理现有关于区域地震活动性、地震地质背景、地震构造、历史地震影响及地球物理场、构造应力场等研究与分析资料；收集、补充调查工程近场区地震活动性和地震构造资料，以《中国地震动参数区划图》潜在震源区划分及相应地震活动性参数为基础，对潜在震源区及其地震活动性参数作必要修订；采用地区地震动衰减关系；利用地下探测设备，收集断层两侧应力强度、变化趋势、放射波的强度等；用专业地震部门推荐的地震危险性分析测算方法，计算分析工程场地50年超越概率63％、10％、2％的基岩地震动参数。1.7.3 地震动参数的确定
地震动参数的确定是一个针对相关区域、具体活动断层、当下时段、工程特点的具有很强针对性和差异性的分析过程。
在我国现行抗震设计规范和重大工程的行业抗震设计中，规定采用时程分析法时，以地震历史记录为依据，按照地震运动的周期性分时段地预测发生地震的可能性及时程内的最大地震动参数，并选用实际强震记录中不少于两组基岩加速度反应谱曲线和峰值，以及用数值模拟合成基岩地震动时程，三者作为工程场地地震反应分析的输入波。据场地工程地质勘探资料，确定地震输入界面及相关的模型参数，作场地土层地震反应计算，分析确定50年上述三个超越概率水准的场地地震动参数。最后，针对工程结构特点以及地震环境，综合确定场地设计地震动参数（徐锡伟，2011）。
另一种方法是利用“最不利设计地震动”概念（谢礼立院士），即是在给定的烈度和场地条件下，能使结构处于最高危险状态下的真实地震动。最不利的地震条件下，确定的近断层强地震动场可被认为是一种最不利地震动。工程设计是按照最不利的因素来确定整个工程的破坏因子，此地震动概念符合工程设计的逻辑（徐锡伟，2011）。但此概念缺少时程、时段因素，缺少与工程使用年限相配套的约束条件。1.7.4 活动断裂带与地应力
在地壳厚度（陆壳约35km、青藏高原约80km、海壳约8km）范围内普遍存在着一个受力均匀、以挤压为主、以区域划分出最大主应力的方向、最大主应力呈水平状的应力场；海壳内断裂带呈张性伸展构造，与赤道有一定夹角的南北向断裂带为主要伸展构造，其次级断裂为东西走向，次级断裂宽度小，长度短，数量密度却很大，海壳向周边陆地扩展，在交界处形成高地势地区，海壳边缘处呈现出挤压性地应力，最大主应力方向与板块边缘基本垂直。
地壳板块间密度上的差异以及地球的自转造成板块间的运动，离心力为动力，地幔的热膨胀和流动性为基础条件；地球局部重力的不均匀重新分布造成地球自转轴的变动，使得原有板块的转速发生缓慢变化，板块间的不均匀运动，造成板块间能量激增；地球自转在板块上的自转半径不同，离心力在维度上具有较大的差异，高密度板块向赤道方向加速偏移，板块之间亦存在着运动差异。
依据岩体破裂特性推定，板块的分裂先以张拉型断裂为主，也是最易形成板块边界的形式，其次为走滑运动，板块间接触后再易发生相对旋转运动，最后是挤压性逆断裂。先有脱离，后有接触、旋转、推挤。
板块边界将地应力划分成不同区域，每个区域内的地应力相对均匀，挤压型板块边缘最大主应力多与板块边界垂直，走滑型板块边缘，最大主应力方向多与板块边界斜交。
学者马杏垣（1987年）根据主应力方向的统一性和稳定性以及三向主应力随深度变化的关系，以应力方向的明显转折地带和主应力值或应力梯度明显变化地带为边界，将我国地壳应力状况划分为五个区，大致以宁夏中部和甘、青交界及川、滇中部一线为界，其东、西两部分的地壳应力状况明显不同；西部地区20世纪以来持续受到近南北方向的挤压作用，而且应力值高；东部地区近期的区域应力场总体呈近东西向，应力值低。
构造活动分布在岩石圈内，其下部的软流圈物质相对均匀、融合，可塑性强。固体岩石圈能够承受较大的应力差，软流圈化解了应力差。岩石圈内的构造活动水平应力超过垂直应力，构造应力作用的深度随地区的不同有所变化，从200m到2km都会出现垂直应力向水平应力转变。
隧道和采矿工作者在实践中发现，当深度超过600～700m后，没有构造的地带、均质无水的硬岩内，就会出现对工程衬砌有明显破坏的水平地应力现象。1.7.5 活动断裂带与工程抗震
大量的震例表明，活动断裂带不仅是产生地震的根源，而且地震时沿断层线的破坏最为严重，人员伤亡明显大于断层两侧的其他区域。地震灾害主要包括发震活动断层同震地表错动对地表构、建筑物直接毁坏和近断层地面运动对地面构、建筑物的振动破坏两种基本类型。
活动断裂带的另外一种活动状况为无震蠕滑，每年按相对匀速的方式错动、张裂、挤压。
非直下型断裂带上、下盘的地面运动特征有很大的差别：下盘的地震衰减很快，上盘相对较慢；三方向的地面运动也有差别，垂向地震动的衰减差别较大，两水平向地震动的衰减也有一定的差别：近断层强地震动明显受到断层距离的影响，在距断层3km范围内，地震动强度很大，且随断层距的增大而迅速衰减，在3km以外地震动强度明显变小，尤其在3～20km范围内PGA（水平方向峰值加速度）和PGV（水平方向峰值速度）的变化相对很小，且趋于常值；断层破裂具有方向性，两水平向的强地震动存在明显的差别，垂直断层破裂方向的PGA和PGV明显大于平行断层破裂方向。
大型直下型走滑活动断层中，主动盘的地面运动特征明显大于被动盘，垂向地震动的衰减变化不大，该类断裂呈现出断口内的强烈地震动反应，两盘内水平地震动的衰减差别不大，但主动盘的地震动强度要高于被动盘。
近断层地面运动中的峰值加速度、峰值速度和峰值位移等参数，按距地震活动断层距离的不同采取分级划分，或者是对地面构、建筑物的振动破坏采用对应的抗震措施。
地震研究发达国家首要的抗震做法就是躲避发震断裂带或活动断层带，比如，日本和美国大坝的选址，要求堤坝离开有发震能力的活动断层300m以上，美国加州地震断层法律规定，城市防灾要求断层50 ft（约15m）以内不准新开工建筑。这类国家，仍然是以避震、缓震、隔震、提高工程结构的抗震能力、以及立法等手段来最大限度地减轻地震灾害。他们的避震就是对直下型断裂带断口的避让。1.8活动断层相关减灾法律法规
美国在1960年之前的抗震规范中，是依据建筑物的性质和所处max的软、硬地基对地震力系数k=0.06～0.10（a /g）、剪力系数αn做出不同的取值规定，根据当时的研究成果，对这两系数做了多次修订，经过60年的不断探索，直到1959年，美国加州结构工程师协会Structural Engineers Association Of California（SEAOC），提出了第一版抗震设计规范建议，推荐了高层建筑物底部剪力、倾覆力矩、惯性力的计算方法，此建议对学术界和世界上其他国家抗震规范的编制有着重要指导作用。
1961年首次增加了地震分区概念，将地震不同影响范围划分成3个区，分区系数Z分别取0.25，0.5和1.0；1966～1970年以后继续对建筑物底部剪力、倾覆力矩、惯性力等计算参数进行了修改，使得原来延性抗弯空间刚架至少承担总地震力的25％的房屋，现在必须承担到25％～100％之间。
1970年以后，SEAOC对抗震设计原则、规范做了进一步的修订：执行以现行的以均匀结构动力分析为基础的等效静力法为计算原则；对重要结构和动力不均匀结构采用动力分析，以发现并加强薄弱环节；提高设计地震荷载；若延性无保证，地震荷载要加大很多，重要建筑物、公共场所建筑物、公共设施等地震力提高50％，一般建筑物提高25％左右；提高结构系数C值；强烈建议抗震规范中要考虑地基土壤的影响；关于重要结构物的功能必须以公众安全的准则来评价规范现行规定。
地表以上构筑物计算方法、结构计算等做了较大的修订：规定了混凝土剪力墙极限强度设计中剪力与斜拉力的计算方法和配筋；所有抗震钢筋混凝土空间钢架必须为延性抗弯空间刚架；要求加大荷载组合计算应力中的地震力；轻混凝土加以强度限制；梁与柱抗震强度计算中考虑主筋实际屈服强度减小箍筋间距，柱混凝土围压补强钢筋计算公式；允许使用预制混凝土构件；非抗侧力构件在变形达到规定地震值4倍时仍能承受竖向荷载；加大混凝土剪力墙的设计地震力；规定了系筋柱中系筋的粗细、捆扎和间距等。
1972年增加了地震动分区系数、场地土壤系数，使得重要构建筑物底部剪切力增大了数倍；加大了地震系数α，与1959年相比，T=0.7s时，反应谱值α加大了60％，T=2.5s时，α加大了13％。
美国在1972年San Ferando地震后观测到地震破裂带状分布现象，提出了地震断层特别关注带这一概念，加州以立法的形式颁布了预防地震灾害的具体措施，《活动断层特别关注调查法案》（1972）颁布，主要防范新建构、建筑物坐落在已公布的活动断层条带上，避让范围为地震线两侧各50 ft以内；但到1994年北岭（North Bridge）地震后美国加州才正式立法《地震断层划定法案》（1994），给出了活动断层两侧各50 ft即15m的避让带宽度，作为避让活动断层相关的减灾法规条例。
此范围之外，公布的活动断层条带邻近处只能建造居民住宅，且独立屋结构或钢架结构住宅的高度不得超过两层楼。当专业技术机构进行有针对性的地质、断层调查后，针对工程的规模须将避让距离扩大到数倍以外。
规范的修订是沿着地震环境、地质环境的恶劣程度来不断加大地震动强度和提高构建筑物横向抗剪能力，突出了地震构造、地震动强度、土壤环境等外围环境会造成不同程度的地震力，目的是不断提高构建筑物的抗震标准，对地面以上的构建筑物实际也做到了“小震不坏、中震易修、大震不倒”，计算和分析方法由“静力法”提升到“静力法”与“动力分析法”并用的阶段。
1994年是美国地震设防观念的一个分水岭，之前是把注意力集中在建筑物本身的抗震设防，地震环境的设防相对较为忽视，之后则重视活动断层本身的破坏性，“避让”成为防震的主要思路。
以下两个实例的对比，可以说明避让防震的明显效果。
1994年1月17日凌晨4时31分，洛杉矶地区发生里氏6.6级地震，震中位于市中心西北200多公里的圣费尔南多谷的北岭地区。在持续30s的震撼中，大约有11000多间房屋倒塌，震中30km范围内高速公路、高层建筑或毁坏或倒塌，煤气、自来水管爆裂，电讯中断，火灾四起，直接和间接死亡62人，9000多人受伤，25000人无家可归，毁坏建筑物2500余座（加上严重受损约4000余座），几条高速公路多处被震断，一些立交桥坍塌，通向洛杉矶市区及其他地区的11条主干道被迫关闭。地震还造成该市大部分地区断电停水，约4万户住宅断水，5.2万户断电，3.5万户断煤气，通信网络出现严重阻塞，累计经济损失高达300亿美元，是洛杉矶历史上最严重的一次地震灾害。随后加州政府颁布了《地震断层划定法案》（Earthquake Fault Zoning Act），主要内容是政府公布已查清的活动断裂带的位置和数量，对于一定体量的新建工程涵盖在活动断裂带附近时，须委托地质专业人员进行地质调查和活动性鉴定，再依据工程规模确定避让距离，最小避让距离为15m，且只能是高度不超过2层的民居工程。
到了2008年7月29日，美国加州的洛杉矶发生5.4级地震，很多居民感到强烈震感，仅有数人受伤，但没有出现严重的财产损失和人员伤亡。2010年4月份，加州南部也发生了一次5.4级的地震，没有人严重人员伤亡和财产损失，位于市中心的一个酒店出现一些结构性的损害，但没有人员伤亡。地震并没有打断洛杉矶地区的高速公路交通系统，交通秩序如常，车流没有受阻，也没有发生因地震引起的事故。相比之前的地震灾害，虽然震级减小了1级，但不能不说相关的避震、减震、抗震措施、法规起到了作用。
日本在1967年之前的半个世纪内的抗震规定都是不断地提高构筑物的抗震等级，一直采用设计震度法，并限制建筑物的建设高度，到了60年代中期，废除了高度限制，并第一次明确改用了反应谱设计方法。1981年正式颁布了抗震设计法，该规范在形成过程中就被世界多个国家所采用、修编，我国在1978修订规范时就将其二级设计的概念吸收进来，即在结构寿命中几次小震，结构处于弹性阶段，一次罕见大震，须结构不倒。
到了1995年阪神地震时，高层建筑物抵抗住了最大峰值加速度0.8g的地震，但死亡人数仍很高——6418人，直接经济损失超过1000亿美元。地震重灾区集中在野岛—会下山—西宫断裂带沿线，90％以上的震亡人数和木质房屋倒塌率30％以上的地段均集中在距断裂带2～3km宽度范围内。经过这次灾害后，15年一直未做修改的抗震设计法，才增加了对断裂带避让的条目。
我国台湾地区1988年的“921集集地震”之后，台湾地震工程研究中心提出了《断层耐震设计草案》，依据此草案，工程场地水平地表加速度大小除依据震区划分外，并依工程地点与断层距离远近修改设计反应谱，最高可放大1.7倍（距断层2km以内）。同时将工程所在地垂直地表加速度与水平地表加速度之比0.67 ∶ 1提高到1 ∶ 1，该草案并说明由于记录资料不足，近断层耐震设计相关规定仅适用于车笼埔断层。该草案现已纳入设计规范。2000年，相关机构推出的2000年新版《台湾活动断层概论》中将台湾地区活动断层总数归纳为42条，并对外公布。
国际原子能组织对核电站有严格的选址标准，核电站应该考虑选在地壳稳定区的中心，要远离地震带，离可能发生的大地震越远越好。
我国真正认识到活动断层同地震破坏具有局部化和带状破裂特性的研究，始于1999年以来国内外的多次大地震现场考察，其成果近几年被地震界和工程界认可，涉及工程抗震的实际问题，政府和学者非常关注避让活动断层灾害带。但目前活动断层的鉴定与探测定位工作、地面构筑物的抗震设防标准研究与制定等，还需进一步的科学技术支撑。我国在2011年开始有学者呼吁政府能够立法来避让活动断层。
对现有大型活动断裂带针对性的定性，可以明确到某条活动断裂带的活动周期、发震概率、需要避让的距离、发震方向、传播方向、建筑物的规模极限等，避免通过标定的区域地震动参数，来一味地提高构筑物的抗震设防能力。从而，就不会出现横跨大型活动断裂带的大型桥梁、高坝水库等现象，我国的人口聚集区域就会通过有序疏导，做到强活动断裂带与低密度人口的匹配。1.9活动断层与既有工程
人类活动范围的不断扩大，矿产资源的深入挖掘，土地的开发利用，缩小贫富差距的社会职责，促使人们在高山峡谷中修建大型工程、交通工程、城区建设。大型断裂和发震断裂、活动断层在一定的地区会集中出现，工程不可避免地与之交汇。在以往的几十年内，可以看出中国已建的一些大型工程与不同类型、不同活动强度的断裂带之间的接触，活动断裂带的研究已经成为大型工程建设不可避免的前期工作。1.9.1 断裂带与水利工程（1）黄河小浪底工程：坝址区内半径30km内有8条大断裂，其中12王良断裂在坝体下游6.5km处，断层发生在Q ～Q 期间。工程位于不具有活动性的断裂带周围，坝体避开了断裂带，水库的诱发地震对坝体基本没有直接的损害。（2）长江三峡大坝工程：三峡大坝所处的鄂西，共有高桥断裂带、仙女山—九畹溪断裂带和远安断裂带3条。三峡大坝位于一个长方形断块上，南北长约120km，东西宽约75km，南边是天阳坪活断层带，北边为马粮坪—板庙活断层带，东边是远安活动断层，西边为仙女山活动断层。这些断裂带十分短小，一般只有数十公里，最长的仙女山—九畹溪断裂带也只有160～180km。这些断层活动性的观测已经成为大坝运营期间的一项重要工作。
三峡大坝建成以后，当地水库诱发的中小型地震趋于频繁，对仙女山—九畹溪断裂带等地震监测重点区域进行监测并将有关监测信息需时时传递到国家层面，也成了宜昌地震台十分重要的任务。目前得到的观测结果是：危害最大的是构造型地震，在第二库段仙女山断裂、九畹溪断裂、建始断裂北延和秭归盆地西缘一些小断层的交会部位，有可能诱发水库地震。（3）葛洲坝水利工程：自20世纪70年代葛洲坝水利工程筹建以来，距坝体约18km外的仙女山—九畹溪断裂带已经被全国地震地质多个领域专家所关注。如今，它也是宜昌地震台和长江水利委员会的重要监测对象。1.9.2 活动断裂带上的水利工程
金沙江、雅砻江、大渡河“三江”水电基地也是我国规划或在建中的十三大水电基地中水能资源的主要富集区。其中金沙江干流规划24个梯级电站，总装机容量超过7500万千瓦；雅砻江干流规划21个梯级电站，总装机容量为2856万千瓦；大渡河干流规划22个梯级电
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