活動(dòng)斷層避讓相關(guān)問題的討論

徐錫偉　郭婷婷　劉少卓　于貴華　陳桂華　吳熙彥

1)中國地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100029 2)山東省地震局，濟(jì)南　250014

?

活動(dòng)斷層避讓相關(guān)問題的討論

徐錫偉1)郭婷婷2)劉少卓1)于貴華1)陳桂華1)吳熙彥1)

1)中國地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029 2)山東省地震局，濟(jì)南250014

2008年汶川地震、2010年玉樹地震、2014年魯?shù)榈卣鸬却罅空鹄芯勘砻?，?yán)重的地震災(zāi)害損失和人員傷亡主要源于發(fā)震斷層的同震地表破裂、近斷層的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)和地基失效引起的建(構(gòu))筑物倒塌。因此，避讓活動(dòng)斷層是有效減輕可能遭遇的地震災(zāi)害損失的一項(xiàng)重要措施。但如何避讓活動(dòng)斷層和避讓多少距離能夠保證地面建(構(gòu))筑物不受活動(dòng)斷層同震錯(cuò)動(dòng)引起的直接毀壞，一直是國內(nèi)外學(xué)者爭論的焦點(diǎn)科學(xué)問題。1)首先基于歷史地震地表破裂資料，定量分析了活動(dòng)斷層同震地表破裂的局部化特征、同震地表破裂與建(構(gòu))筑物的破壞關(guān)系，得出了地震地表破裂帶及其直接嚴(yán)重地震災(zāi)害帶寬度的平均統(tǒng)計(jì)值約為30m的認(rèn)識(shí)。2)通過1999年集集地震、2008年汶川地震等地表破裂帶寬度資料和地震災(zāi)害空間分布關(guān)系的分析，指出了傾滑斷層具有明顯的上盤效應(yīng)，斷層上、下盤地表破裂帶或嚴(yán)重地震災(zāi)害帶寬度之比為 2︰1至3︰1。3)基于上述分析獲得的最新認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步討論了避讓對(duì)象、活動(dòng)斷層定位要求、不同類型活動(dòng)斷層最小避讓距離、特殊建(構(gòu))筑物避讓和 “抗斷”設(shè)計(jì)理念等問題。最后，呼吁立法機(jī)構(gòu)加強(qiáng)活動(dòng)斷層避讓和活動(dòng)斷層探測的立法工作，規(guī)范活動(dòng)斷層上及其鄰近地段土地利用規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中合理避讓活動(dòng)斷層的行為，防患于未然，提高中國防震減災(zāi)的基礎(chǔ)能力。

活動(dòng)斷層地震地表破裂帶活動(dòng)斷層避讓最小避讓距離

0　引言

“與災(zāi)難共存”是人類必須面對(duì)的客觀現(xiàn)實(shí)。地震是活動(dòng)斷層失穩(wěn)錯(cuò)動(dòng)的直接結(jié)果，地震期間儲(chǔ)存在斷層附近巖石中的彈性應(yīng)變能通過斷層突發(fā)性滑動(dòng)釋放引起的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)(地震波)和活動(dòng)斷層的地表同震錯(cuò)動(dòng)是造成地震災(zāi)害的2個(gè)主要因素(Scholz，2002；The Resources Agency of California，2002；徐錫偉等，2002，2011)。1999年土耳其伊茲米特7.4級(jí)地震、臺(tái)灣地區(qū)集集7.6級(jí)地震，2008年汶川8.0級(jí)地震，2010年玉樹7.1級(jí)地震，2013年蘆山7.0級(jí)地震，2014年魯?shù)?.5級(jí)地震和景谷6.6級(jí)地震，2015年尼泊爾廓爾喀(Gorkha)MW7.8地震等震中區(qū)各類建(構(gòu))筑物的破壞特征分析表明，依據(jù)國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做好抗震結(jié)構(gòu)體系選取、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)、隔震和消能減震設(shè)計(jì)等工作可有效地提高建(構(gòu))筑物的抗震性能，明顯減輕由強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)破壞和地基失效誘發(fā)的建(構(gòu))筑物倒塌等地震災(zāi)害(韓竹軍等，2000；張敏政等，2000a，b；清華大學(xué)土木結(jié)構(gòu)組等，2008；孫柏濤等，2008；郭婷婷等，2009，2010；周昌賢，2010；Guoetal.，2012；陶連金等，2015；Robbetal.，2015；洪海春等，2015)，達(dá)到 “小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等，2010)。

大量地震構(gòu)造考察、斷層擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和地震破裂機(jī)制研究表明，M≥6.5地震常常會(huì)在地表形成數(shù)km至數(shù)百km長的地震地表破裂帶，發(fā)生數(shù)十cm至數(shù)m的同震位移；目前的抗震設(shè)防措施還難以阻止這種同震錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建(構(gòu))筑物的直接毀壞(翠川三郎，1995；Yeatsetal.，1997；韓竹軍等，2000；徐錫偉等，2002，2008a，2008b，2011；周正華等，2003；徐錫偉，2006；代樹紅等，2006，2008；周慶等，2008；周榮軍等，2008；Zhouetal.，2010；胡平等，2011；張建毅等，2012；孫鑫喆等，2012)。在抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高的美國、土耳其、日本等國以及中國臺(tái)灣地區(qū)，地震時(shí)活動(dòng)斷層的地表跡線對(duì)嚴(yán)重地震災(zāi)害帶的控制作用更加明顯： 活動(dòng)斷層的同震錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建(構(gòu))筑物的直接毀壞疊加在近斷層強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)破壞之上，加重了活動(dòng)斷層沿線的地震災(zāi)害，形成了嚴(yán)重地震災(zāi)害帶，平均寬度僅數(shù)十m(韓竹軍等，2000；Leeetal.，2001；Kelsonetal.，2001；Bray，2001；Yangetal.，2001；徐錫偉等，2002，2011；Rockwelletal.，2007；Xuetal.，2009；Zhouetal.，2010; Quigleyetal.，2010)。

鑒于活動(dòng)斷層對(duì)嚴(yán)重地震災(zāi)害帶的空間分布具有明顯的控制作用，避開活動(dòng)斷層可避免其同震錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建(構(gòu))筑物的直接毀壞(Bray，2001；徐錫偉等，2002，2011；Christensonetal.，2003；徐錫偉，2006；Zhouetal.，2010；Boncioetal.，2012；郭婷婷，2013)?；顒?dòng)斷層發(fā)育和地震多發(fā)的發(fā)達(dá)國家或地區(qū)相繼出臺(tái)了相關(guān)法律法規(guī)確保避讓措施的落實(shí)。 例如美國加利福尼亞州1994年修訂頒布的《A-P地震斷層劃定法案》(Alquist-Priolo Earthquake Fault Zoning Act)，主要目的是禁止地面重要建(構(gòu))筑物跨活動(dòng)(走滑)斷層建設(shè)，規(guī)定活動(dòng)斷層兩側(cè)各避讓15m(Hart，1974；Hartetal.，1999)；2003年通過的《猶他州斷層地表破裂危害性評(píng)價(jià)指南》，規(guī)定活動(dòng)正斷層的最小避讓距離上盤為15m、下盤為12m(McCalpin，1987；Christensonetal.，2003)。此外，歐洲共同體2003年版結(jié)構(gòu)抗震的歐洲規(guī)范8(Eurocode 8)、日本的《活動(dòng)斷層法》、新西蘭的《活動(dòng)斷層導(dǎo)則》、臺(tái)灣地區(qū)的《山坡地開發(fā)建筑管理辦法》等都規(guī)定了活動(dòng)斷層跡線兩側(cè)的避讓距離為15～20m，并禁止地面建(構(gòu))筑物坐落在活動(dòng)斷層上(中田高等，2003；Kerretal.，2004；Dissenetal.，2006；Bouckovalas，2006)。

中國地處歐亞板塊、印度板塊、菲律賓海板塊和太平洋板塊相互作用的交接部位，發(fā)育著至少495條已知活動(dòng)斷層，不均勻地分布在青藏高原、天山地區(qū)、阿爾泰地區(qū)、華北地區(qū)和臺(tái)灣地區(qū)，東北地區(qū)和華南沿海也存在少量活動(dòng)斷層(鄧起東等，2007b；徐錫偉等，2016)，地震災(zāi)害嚴(yán)重(高孟潭，2015)。因此，在新版《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306-2015)頒布實(shí)施之際，如何綜合活動(dòng)斷層同震地表破裂局部化特征的理論研究成果，吸收與總結(jié)國內(nèi)外活動(dòng)斷層避讓的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，規(guī)范活動(dòng)斷層避讓距離，是有效減輕中國活動(dòng)斷層同震錯(cuò)動(dòng)引起的相關(guān)地震災(zāi)害的有效舉措。本文結(jié)合《活動(dòng)斷層避讓》標(biāo)準(zhǔn)的起草，針對(duì)活動(dòng)斷層定義、相關(guān)嚴(yán)重地震災(zāi)害帶避讓的理論依據(jù)、避讓對(duì)象、活動(dòng)斷層定位、不同類型活動(dòng)斷層的最小避讓距離、特殊建(構(gòu))筑物避讓和抗斷設(shè)計(jì)理念等科學(xué)問題作深入解析，協(xié)助國土規(guī)劃部門、應(yīng)急救援管理人員、設(shè)計(jì)建設(shè)部門等做好活動(dòng)斷層及其鄰近地段土地開發(fā)、利用和建設(shè)，防患于未然，提升中國防震減災(zāi)的基礎(chǔ)能力，發(fā)揮科技成果在國土資源規(guī)劃中的應(yīng)用實(shí)效。

1　活動(dòng)斷層定義

活動(dòng)斷層是產(chǎn)生地震的根源，而且地震時(shí)沿?cái)鄬盂E線的破壞最為嚴(yán)重，人員傷亡也明顯大于斷層兩側(cè)的其他區(qū)域(徐錫偉等，2011)。“活動(dòng)斷層”最早是由美國學(xué)者對(duì)發(fā)生1906年舊金山8.3級(jí)地震的圣安德列斯斷裂進(jìn)行詳細(xì)研究后提出的1個(gè)科學(xué)術(shù)語(Lawsonetal.，1908)，之后得到多位學(xué)者的支持與完善，目前特指 “現(xiàn)今正在活動(dòng)的，并在未來一定時(shí)期內(nèi)仍有可能活動(dòng)的斷層”(Willis，1923；Nuttli，1982)。 該術(shù)語已在中國得到推廣與應(yīng)用(丁國瑜，1982；鄧起東，1982，1991)。在美國、日本、中國臺(tái)灣地區(qū)活動(dòng)斷層指全新世期間或距今約1.1萬a以來有過活動(dòng)的斷層，是具有再次發(fā)生地表破裂型地震(M≥6.5)的潛在震源(Fraser，2001)。中國和新西蘭、希臘等國家自20世紀(jì)70、80年代引進(jìn)活動(dòng)斷層概念以來，在地震地質(zhì)研究實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到一些晚更新世或距今12萬a以來有過活動(dòng)的斷層也能夠發(fā)生地表破裂型地震，將活動(dòng)斷層重新定義為晚第四紀(jì)或距今12萬a以來有過活動(dòng)的斷層(鄧起東，1991; 徐錫偉等，2002；Kerretal.，2004；徐錫偉，2006；中國地震局，2009)，不僅拓寬了活動(dòng)斷層的時(shí)間跨度，還直接與高震級(jí)潛在地震震源掛鉤，將曾經(jīng)發(fā)生和可能發(fā)生地表破裂型地震的活動(dòng)斷層稱為地震活動(dòng)斷層(徐錫偉等，2002；中國地震局，2009)。按照運(yùn)動(dòng)學(xué)特征或力學(xué)性質(zhì)可將活動(dòng)斷層分為走滑斷層、逆斷層和正斷層3類，逆斷層和正斷層統(tǒng)稱為傾滑斷層。

2　活動(dòng)斷層避讓的理論依據(jù)

2.1地震地表破裂的局部化特征

地震現(xiàn)場考察、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)和地震破裂機(jī)制研究表明，在大多數(shù)情況下地震是沿地殼中的先存斷層破裂成核、滑動(dòng)擴(kuò)展和終止的產(chǎn)物，在某些特殊情況下是地殼巖石受力沿應(yīng)變集中帶破裂成核、滑動(dòng)擴(kuò)展形成新生斷層的結(jié)果(Scholz，2002；徐錫偉等，2011)。其中，先存斷層面閉鎖引起彈性應(yīng)變能或應(yīng)力的積累并達(dá)到摩擦強(qiáng)度時(shí)發(fā)生失穩(wěn)摩擦滑動(dòng)是地殼內(nèi)發(fā)生地震的主流觀點(diǎn)(Scholz，2002)。圍陷波探測反映出走滑斷層的同震破裂與滑動(dòng)引起的地表跡線至震源深度范圍內(nèi)的巖石結(jié)構(gòu)損傷，可形成寬200～300m的低速破裂帶，并會(huì)隨著時(shí)間快速愈合(Laietal.，2010; Lianetal.，2013)。1999年中國臺(tái)灣地區(qū)集集地震斷層在數(shù)百m深度處的變形帶寬度僅數(shù)十至數(shù)百μm(Shiptonetal.，2001；Heermanceetal.，2003)，而震級(jí)M≥6.5的地震常常沿發(fā)震活動(dòng)斷層形成呈帶狀展布的同震地表破裂帶，寬度僅數(shù)m至數(shù)十m不等(圖1)，極個(gè)別地點(diǎn)受斷層幾何結(jié)構(gòu)的影響寬度可超過百m，表現(xiàn)出變形或破裂局部化的基本特征(Faulkneretal.，1993；Yeatsetal.，1997；Scholz，2002；Xuetal.，2006，2009，2015；Rockwelletal.，2007；徐錫偉等，2008b；Yuetal.，2010；Zhouetal.，2010)。

圖1　不同類型斷層地震地表破裂帶寬度實(shí)測圖Fig. 1　Map showing distribution of the surface ruptures and their measured widths generated by different types of active faults.a 2001年昆侖山口西8.1級(jí)地震青藏公路破裂帶(走滑斷層)；b 2008年于田7.1級(jí)地震山坡破裂帶(正斷層)

2001年昆侖山口西8.1級(jí)地震發(fā)生在東昆侖斷裂庫賽湖段，地震地表破裂帶實(shí)地測量獲得了大量地表破裂寬度數(shù)據(jù)，結(jié)合已公開發(fā)表的1999年伊茲米特7.4級(jí)地震、1976年唐山7.8級(jí)地震、1975年海城7.3級(jí)地震、1932年昌馬7.6級(jí)地震、1927年古浪8級(jí)地震、1833年嵩明8級(jí)地震、1515年永勝8級(jí)地震等地表破裂帶寬度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，給出地表破裂帶的寬度平均值約為30m(徐錫偉等，2002)。昆侖山口西地震后發(fā)生的其他走滑型或斜滑型地震，例如2002年美國德納黎(Denali)7.9級(jí)地震、2008年于田7.3級(jí)地震、2010年玉樹7.1級(jí)地震、2015年魯?shù)?.5級(jí)地震等地表破裂帶寬度數(shù)據(jù)與這一平均值相符(Haeussleretal.，2004；徐錫偉等，2008a，b；Zhouetal.，2010；孫鑫喆等，2012；Xuetal.，2013，2015)，跨斷層探槽地質(zhì)剖面觀察和模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了地震滑動(dòng)高度集中在斷層面及其鄰近很窄的范圍內(nèi)，同震破裂或變形具有局部化的基本特征(McCalpin，1987；代樹紅等，2006，2008；Rockwelletal.，2007；徐錫偉等，2008c；胡平等，2011)。

地震地表破裂帶寬度平均值是1個(gè)統(tǒng)計(jì)量值，在活動(dòng)斷層彎曲、斜列階區(qū)等幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜段和松散沉積物覆蓋區(qū)，同震地表破裂帶的寬度會(huì)比結(jié)構(gòu)簡單的段寬(徐錫偉等，2002)。例如，2010年新西蘭達(dá)菲爾德7.1級(jí)地震發(fā)生在1條震前并沒有很好識(shí)別出的格林代爾(Greendale)斷裂上，該斷裂呈隱伏狀態(tài)，地震形成的地表破裂帶由一系列左階斜列的走滑斷層和擠壓階區(qū)的鼓包等組成，寬80～90m不等(Quigleyetal.，2010)。另外，逆斷層型地震地表破裂或變形更為復(fù)雜： 1983年美國科林加(Colinga)6.5級(jí)地震、1980年阿爾及利亞阿斯南(ELAsnam)7.6級(jí)地震、1906年新疆瑪納斯7.7 級(jí)地震等以褶皺變形為主，形成地表撓曲陡坎或局部隆起(Philipetal.，1983；Steinetal.，1984；張培震等，1994)。1999年集集7.6級(jí)地震和2008年汶川8.0級(jí)地震則進(jìn)一步揭示出逆斷層型地震地表破裂帶具有明顯的上盤效應(yīng)： 同震變形主要發(fā)生在斷層上盤，而下盤沒有變形或變形量很小，導(dǎo)致上盤的嚴(yán)重地震災(zāi)害帶寬度大于下盤，地震滑坡也集中在斷層上盤(Kelsonetal.，2001；Zhouetal.，2010；Xu Cetal.，2016)。

圖2　逆斷層型地震地表破裂帶寬度-頻度分布圖Fig. 2　Histogram of the widths of surface rupture zones generated on the reverse faults.紅色曲線為概率密度分布函數(shù)，綠色方框標(biāo)示不參與統(tǒng)計(jì)的實(shí)測數(shù)據(jù)； a 汶川地震，b 汶川地震+其他歷史逆斷層型地震

表2　歷史逆斷層型地震地表破裂帶寬度一覽表

Table2　Statistics of widths of the surface rupture zones produced by historic reverse faulting earthquakes

序號(hào)地點(diǎn)水平位移/m垂直位移/m地表破裂帶寬度/m走向/(°)參考文獻(xiàn)1927年古浪地震(MS8.0)逆斷層1下方寨-寺爾溝0.6～1.510～20290國家地震局地質(zhì)研究所,19932皇城-塔爾莊-雙塔2～47～153003磨嘴子-中壩2～463404古浪-雙塔3401932年昌馬地震(MS7.6)逆走滑斷層5西水峽東0.20.1580國家地震局蘭州地震研究所,19926大泉口1.5～31～215807白楊河—雅爾河1.7～5.50.5～1.83～7808桌子山—月牙大坂2.2～4.51.1～2.02～42809大豹子溝2.9～4.00.7～2.53.630010白疙瘩溝2.01.0227611大黑溝1.5～2.01.058012朱家戈壁0.50.8～1.96028013魯家灣503401999年集集地震(MS7.6)逆斷層14Wufeng3.32.220～3030Leeetal.,2001;Kelsonetal.,200115ExperimentalVineyard,Wufeng2.2305516KuangfuMiddleSchool52.830～35NW

2008年汶川地震是迄今為止研究程度較高的逆斷層型地震實(shí)例之一，取得了大量地表破裂帶的寬度數(shù)據(jù)(表1)(徐錫偉等，2008a，2010；陳桂華等，2008；李傳友等，2008，2009；鄭文俊等，2008；周慶等，2008；Xuetal.，2009；于貴華等，2009；Zhouetal.，2010)，為逆斷層 “避讓”距離的確定提供了更為豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。汶川地表破裂帶寬度-頻度分布顯示出實(shí)測寬度≤80m的數(shù)據(jù)段具有較為典型的正態(tài)分布形態(tài)，均值(μ)為(22.4±1.8)m，均方差(σ)為(12.3±1.3)m(圖2a)。若將汶川地震地表破裂帶寬度數(shù)據(jù)(表1)與其他逆斷層型歷史地震地表破裂帶寬度數(shù)據(jù)(表2)一起統(tǒng)計(jì)，則其寬度-頻度分布形態(tài)呈雙峰狀，寬度≤80m的地表破裂帶的寬度-頻度統(tǒng)計(jì)均值(μ)為(21.6±1.7)m，均方差(σ)為(13.8±1.2)m(圖2b)，而≥80m的地表破裂帶寬度數(shù)據(jù)量極少不具有統(tǒng)計(jì)意義?？梢?，若把μ+σ作為地震地表破裂帶的平均寬度，則逆斷層型地震地表破裂帶的平均寬度值為(35±3)m，其概率密度為0.017,5。本文采用μ+2σ作為逆斷層型地表破裂帶的平均寬度，則逆斷層型地震地表破裂帶的平均寬度值為(49±2)m，其概率密度為 0.003,9(圖2)，僅是以μ+σ作為平均寬度概率密度的22%，具有較高的可靠性。從總體上看，逆斷層型地震地表破裂帶的平均寬度值比走滑型地震地表破裂帶的寬度大，推測是由傾滑斷層同震破裂的上盤效應(yīng)引起的。

2.2同震地表破裂與建(構(gòu))筑物破壞的關(guān)系

強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)引起的地面建(構(gòu))筑物的破壞早就引起了地震工程學(xué)者的關(guān)注，已取得了許多實(shí)質(zhì)性進(jìn)展和工程成效(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等，2010)。盡管早在1971年美國圣費(fèi)爾南多(San Fernando/Sylmar)6.6級(jí)地震現(xiàn)場就觀測到了活動(dòng)斷層同震地表破裂對(duì)地面建(構(gòu))筑物的破壞作用，發(fā)現(xiàn)所形成的嚴(yán)重地震災(zāi)害呈帶狀分布(Hart，1974)，并要求國土利用規(guī)劃中注意活動(dòng)斷層的相關(guān)災(zāi)害帶(Cluffetal.，1976；Hartetal.，1999)；但到1994美國北嶺(Northridge)地震進(jìn)一步顯示出活動(dòng)斷層同震破裂對(duì)嚴(yán)重地震災(zāi)害空間分布的直接控制作用后，美國加利福尼亞州才將1972年頒布的《特別調(diào)查帶法案》(Special Studies Zones)修訂為《地震斷層劃定法案》(Earthquake Fault Zoning Act)，明確規(guī)定活動(dòng)斷層兩側(cè)各避讓15m。實(shí)際上，加利福尼亞州《地震斷層劃定法案》避讓15m的規(guī)定主要針對(duì)包括圣安德烈斯斷裂帶在內(nèi)的陡傾角走滑斷層。震例研究表明(韓竹軍等，2000；徐錫偉等，2002，2008b；Quigleyetal.，2010)，走滑斷層的同震地表破裂及其引起的建(構(gòu))筑物毀壞帶主要沿其地表跡線對(duì)稱分布，寬度統(tǒng)計(jì)平均值為30m，比較符合美國加利福尼亞州的法案要求。傾滑斷層，特別是逆斷層的同震地表破裂及其建(構(gòu))筑物毀壞帶遠(yuǎn)較走滑斷層復(fù)雜。下面以1999年集集地震和2008年汶川地震作為典型實(shí)例分析逆斷層同震地表破裂的特點(diǎn)及其對(duì)地面建(構(gòu))筑物破壞的影響。

2.2.1集集地震

1999年臺(tái)灣地區(qū)集集地震逆斷層型地表破裂帶長約90km，最大垂直位移約10m(Chenetal.，2001)；除沿車籠埔斷裂跡線出現(xiàn)的主斷層陡坎或褶皺陡坎和地表破裂外，斷層上盤還出現(xiàn)了斷層相關(guān)褶皺隆起、次級(jí)正斷層、地塹狀下陷區(qū)、后沖逆斷層陡坎等變形，實(shí)測得到的地表破裂和褶皺變形帶總寬度為24～140m；但下盤基本沒有變形或出現(xiàn)很小的變形，僅在主斷層陡坎或褶皺陡坎附近發(fā)生崩塌現(xiàn)象，崩塌覆蓋范圍≤10m，即逆斷層同震地表破裂和褶皺變形具有明顯的上盤效應(yīng)(Kelsonetal.，2001；Chenetal.，2001)。與此相對(duì)應(yīng)，由于臺(tái)灣地區(qū)采用了很高的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，地震期間包括石崗水壩在內(nèi)的公路、橋梁、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施的毀壞或破壞與車籠埔斷裂差異升降運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)較大的斷層陡坎、褶皺陡坎，及其上盤次級(jí)正斷層、后沖逆斷層等破裂密切相關(guān)。斷層下盤破壞輕微，即破壞主要源于上盤斷層陡坎或褶皺陡坎物質(zhì)的崩塌，范圍在10m以內(nèi)(Leeetal.，2001；Kelsonetal.，2001)?？梢姡?999年集集地震震害特征研究第1次全面揭示出傾滑斷層同震錯(cuò)動(dòng)引起的相關(guān)地表破裂或變形帶的位置、寬度和類型決定了地震災(zāi)害嚴(yán)重帶的空間位置： 地面建(構(gòu))筑物毀壞帶不對(duì)稱地沿逆斷層跡線分布，上盤的地震災(zāi)害帶寬度比下盤寬(圖3)，顯示出傾滑斷層同震錯(cuò)動(dòng)引起的嚴(yán)重地震災(zāi)害具有明顯的上盤效應(yīng)。

圖3　臺(tái)灣地區(qū)集集地震斷層陡坎與地面建(構(gòu))筑物破壞現(xiàn)象Fig. 3　Spatial relationship between the main fault scarps generated during the Chi-Chi earthquake and building damages.a 甲溪河床7m高跌水陡坎與橋梁斷裂；b 豐原鎮(zhèn)約4.5m高斷層陡坎與房屋傾斜

2.2.2汶川地震

2008年汶川地震沿龍門山推覆構(gòu)造帶中段中央斷裂和前山斷裂形成了逆斷層陡坎、褶皺陡坎、上盤垮塌型陡坎、簡單推覆陡坎、斜列張裂縫走滑型陡坎、受主逆斷層和后沖斷層控制的鼓包狀隆起、局部正斷層型陡坎等多種地表破裂，組合成與1999年集集地震同樣反映地殼縮短的地表破裂帶(Xuetal.，2009；Yuetal.，2010；Shietal.，2012)。2008年汶川地震除存在影響范圍較大的地震振動(dòng)破壞外，不同類型的同震地表破裂對(duì)發(fā)震斷層沿線及其鄰近地段地面建(構(gòu))筑物毀滅性破壞的控制作用也非常明顯。由于汶川地震地表破裂帶以垂直差異升降運(yùn)動(dòng)為主要破裂或變形方式，建(構(gòu))筑物受損最直接的因素是所在地點(diǎn)的地表變形梯度(垂直變形量與對(duì)應(yīng)地表變形帶寬度之比): 地表變形梯度>0.1的地段建筑物完全倒塌；地表變形梯度為0.07～0.1的建筑物遭受嚴(yán)重?fù)p壞，產(chǎn)生傾斜及強(qiáng)烈變形；地表變形梯度為 0.03～0.07的建筑物受到中度損壞或產(chǎn)生傾斜，具有抗震設(shè)防能力的建筑物一般不會(huì)倒塌；地表變形梯度<0.03的地段具有抗震設(shè)防能力的建(構(gòu))筑物一般只會(huì)受到輕度損傷或基本完好(于貴華等，2009)，即明顯受發(fā)震斷層同震錯(cuò)動(dòng)或變形控制的地面建(構(gòu))筑物毀壞帶的平均寬度統(tǒng)計(jì)值一般為10～30m(圖4，5)，與地震地表破裂帶在空間上高度重疊。

實(shí)地建(構(gòu))筑物破壞考察、衛(wèi)星影像解譯和測量表明，同一種結(jié)構(gòu)類型的建筑物損壞情況隨與同震主斷層陡坎或褶皺陡坎距離的增加而減小，發(fā)震斷層上盤的同震地表破裂或變形與建筑物破壞均大于下盤： 發(fā)震斷層上、下盤寬度比值介于2︰1與3︰1之間(表3)。

例如，漢旺-白鹿地表破裂帶斜切白鹿中心學(xué)校校園，在2棟教學(xué)樓之間的操場上形成寬度約為18m、高約2m的NE向褶皺陡坎(圖4)。 橫跨褶皺陡坎及其鄰近地段(地表變形帶)的砌體結(jié)構(gòu)平房(廚房)和磚混結(jié)構(gòu)2層樓完全損壞，或倒塌成為廢墟，樹木傾斜，操場上水泥地板折斷；上盤變形帶外3層磚混結(jié)構(gòu)教學(xué)樓和下盤砌體結(jié)構(gòu)平房(學(xué)生宿舍)基本未受損壞?，F(xiàn)場實(shí)測可得斷層上、下盤同震破裂帶或嚴(yán)重災(zāi)害帶的寬度分別為11m和7m，上、下盤的寬度比值約為1.6︰1。

圖4　汶川地震漢旺-白鹿地表破裂帶主褶皺陡坎與建筑物破壞關(guān)系圖Fig. 4　Map showing relationship between main fold scarp and building damages on or near the Hanwang-Bailu surface rupture zone during the Wenchuan earthquake at Bailu Central School.a 白鹿中心學(xué)校樓間主褶皺陡坎與倒塌的建筑物；b 實(shí)測同震地面變形剖面

圖5　汶川地震北川-映秀地表破裂帶主正斷層陡坎與建筑物破壞關(guān)系圖Fig. 5　Map showing relationship between main fault scarp and building damages on or near the Beichuan-Yingxiu surface rupture zone during the Wenchuan earthquake at Shaba Village，Beichuan.a 沙壩村主斷層陡坎與上盤破壞的建筑物；b 沙壩村實(shí)測同震地面變形剖面

表3　汶川地震地表破裂帶沿線斷層上、下盤的同震破裂帶/變形帶寬度比值

Table3　Ratio between the widths of the surface rupture zones on the hanging- and foot-walls along the Longmenshan thrust belt during the Wenchuan earthquake

觀測點(diǎn)寬度/m上盤寬度/m下盤寬度/m上、下盤比值參考文獻(xiàn)白鹿中學(xué)測點(diǎn)181171.6︰1本文小魚洞中路測點(diǎn)231672.3︰1本文小魚洞北路測點(diǎn)211472︰1本文白鹿中心學(xué)校110732.3︰1于貴華等,2009白鹿中心學(xué)校213942.3︰1于貴華等,2009白鹿中心學(xué)校3221481.75︰1于貴華等,2009白鹿中心學(xué)校4241772.4︰1于貴華等,2009白鹿中心學(xué)校5211472︰1于貴華等,2009小魚洞中路10475292.6︰1本文

在北川毛壩、沙壩、和尚坪、鄧家等地發(fā)育了長約7km、最高約6.5m的局部正斷層陡坎(Xuetal.，2009；于貴華等，2009)。 沙壩村附近陡坎高4.1m，下盤可見發(fā)育張性裂縫，坐落在主正斷層陡坎上的A座磚混樓房完全倒塌成廢墟(圖5)；上盤距主正斷層陡坎8～22m的B座磚混樓房整體發(fā)生傾斜，傾角可達(dá)11°，靠近A座樓房處部分墻體破損，地面有少許裂縫；上盤距主正斷層陡坎24～34m的C座磚混樓房整體傾斜約7°，但主體結(jié)構(gòu)完好，內(nèi)外墻面未見裂縫。實(shí)地建筑物破壞考察與測量表明，同一種結(jié)構(gòu)類型的建筑物損壞程度隨與主正斷層陡坎距離的增加而減小，在避開主正斷層陡坎20m以外即可保證主體結(jié)構(gòu)基本完好。上、下盤嚴(yán)重災(zāi)害帶的寬度之比介于2︰1與3︰1之間。

由傾滑斷層錯(cuò)動(dòng)引發(fā)的集集地震和汶川地震實(shí)例研究，特別是汶川地震地表破裂帶或褶皺變形帶特征，地面建(構(gòu))筑物破壞特征及其在斷層上、下盤的空間分布特征等研究表明，傾滑斷層同震地表破裂帶控制了地面建(構(gòu))筑物嚴(yán)重毀壞帶的空間分布，地表破裂帶或嚴(yán)重地震災(zāi)害帶的統(tǒng)計(jì)平均寬度為(49±5)m，且具有明顯的上盤效應(yīng)，上、下盤寬度比值為2︰1至3︰1，與張永雙等(2010)的研究結(jié)果一致。美國猶他州40個(gè)探槽地質(zhì)剖面觀測也表明，正斷層上、下盤的地質(zhì)變形帶寬度也有類似的上盤效應(yīng)(McCalpin，1987)。這些定量數(shù)據(jù)和上、下盤比值為如何避讓活動(dòng)斷層和避讓活動(dòng)斷層多少距離提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

3　活動(dòng)斷層避讓問題

已有震例觀測和研究表明，活動(dòng)斷層避讓是有效減輕可能遭遇的地震災(zāi)害損失，特別是減輕活動(dòng)斷層同震破裂對(duì)地面建(構(gòu))筑物直接破壞最有效的措施，涉及到避讓對(duì)象、活動(dòng)斷層定位鑒定、最小避讓距離確定等問題。

3.1避讓對(duì)象

活動(dòng)斷層可以分為地表可見跡線的活動(dòng)斷層和被第四系覆蓋的活動(dòng)斷層2種，前者為一般意義上的活動(dòng)斷層，后者則稱為隱伏活動(dòng)斷層(中國地震局，2009)。

隱伏活動(dòng)斷層向上的同震破裂擴(kuò)展過程是1個(gè)涉及到上覆松散沉積層厚度、材料力學(xué)性質(zhì)、斷層傾角和位移量值大小等參數(shù)的復(fù)雜過程；其擴(kuò)展方向、地表可能出現(xiàn)的位置、破裂樣式、變形或錯(cuò)動(dòng)幅度等多個(gè)方面均具有很大的不確定性；只有當(dāng)斷層擴(kuò)展到達(dá)地表面后形變帶或破裂帶才會(huì)出現(xiàn)局部化特征，寬度保持穩(wěn)定(Brayetal.，1994；Taniyamaetal.，2000；韓竹軍等，2002；代樹紅等，2006，2008；Borchardt，2010)。隱伏活動(dòng)斷層同震錯(cuò)動(dòng)能否出露到地表、出露位置等的不確定性決定了隱伏活動(dòng)斷層在地表是無法有效地避讓的。古地震研究表明，地表可見明顯跡線的活動(dòng)斷層會(huì)以規(guī)則或不規(guī)則的復(fù)發(fā)間隔和位移不斷地重復(fù)發(fā)生地震地表破裂(Xuetal.，1996；Zielkeetal.，2010)，且同震破裂具有局部化特征(Rockwelletal.，2007；徐錫偉等，2008c)，應(yīng)是可以確定準(zhǔn)確位置和有效避讓的對(duì)象。

現(xiàn)代地面建(構(gòu))筑物一般都有地下工程，需要進(jìn)行深數(shù)m至數(shù)十m的地基開挖。因此，現(xiàn)代探槽或地基開挖等機(jī)械設(shè)備能夠揭露(上斷點(diǎn)埋深<5m)并可確定上斷點(diǎn)位置的隱伏活動(dòng)斷層應(yīng)該是需要避讓的對(duì)象。對(duì)于探槽或地基開挖等機(jī)械設(shè)備不能揭露、上斷點(diǎn)埋深<60m的隱伏活動(dòng)斷層，由于在一定的地質(zhì)條件下有可能在地表發(fā)生破裂，但破裂出現(xiàn)的具體位置存在很大的不確定性，分布在1個(gè)較寬的范圍內(nèi)(韓竹軍等，2002)，在土地利用規(guī)劃中建議以地球物理勘探確定的活動(dòng)斷層上斷點(diǎn)在地表的垂直投影為標(biāo)志點(diǎn)(線)，參照現(xiàn)有《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)條款規(guī)定(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等，2010)和第四紀(jì)地層中斷層錯(cuò)動(dòng)行為的離心機(jī)試驗(yàn)研究結(jié)果(胡平等，2011)，兩側(cè)宜各劃出200m左右的影響帶，帶內(nèi)嚴(yán)禁特殊建筑物或甲類建筑物建設(shè)，嚴(yán)格控制乙類和丙類建筑物建設(shè)，并相應(yīng)提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

3.2活動(dòng)斷層定位

所有靠近或跨活動(dòng)斷層的地面建(構(gòu))筑物不僅會(huì)受到地震強(qiáng)烈振動(dòng)而破壞，還會(huì)遭受同震地表錯(cuò)動(dòng)對(duì)其的直接毀壞。因此，活動(dòng)斷層可以說是地震災(zāi)害之源，其實(shí)際的危險(xiǎn)性和危險(xiǎn)水平取決于活動(dòng)斷層本身地表破裂型地震的復(fù)發(fā)間隔、最新一次地表破裂型地震的離逝時(shí)間、活動(dòng)斷層幾何結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和建(構(gòu))筑物本身的重要性等。

活動(dòng)斷層的幾何結(jié)構(gòu)及其準(zhǔn)確位置是土地規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)期間避讓活動(dòng)斷層相關(guān)災(zāi)害帶的前提和基礎(chǔ)。因此，建設(shè)場地避讓活動(dòng)斷層的首要任務(wù)是進(jìn)行活動(dòng)斷層鑒定，確定是否存在活動(dòng)斷層(中國地震局，2009)；然后通過探槽和大比例尺填圖方法，確定被鑒定為活動(dòng)斷層及其分支的平面展布(走向、傾向和傾角)，在探槽壁上劃定包含主斷層、分支或次級(jí)斷層、明顯變形的地層等在內(nèi)的變形帶邊界(圖6)。需要注意的是，活動(dòng)斷層變形帶也稱為斷層破壞帶(fault damage zone；Choietal.，2016)，變形帶寬度一般為幾m至十幾m，代表了活動(dòng)斷層變形最強(qiáng)烈的范圍和未來地震地表破裂帶的出露范圍(徐錫偉等，2002，2008c；Choietal.，2016)。

圖6　阿爾金斷裂帶阿克塞東探槽變形帶邊界示意圖Fig. 6　Map showing definition of fault damage zone on a trench wall，Altyn Tagh Fault，east Akasy Town.a 探槽壁照片拼接圖；b 探槽壁地質(zhì)剖面；綠線為變形帶邊界；U1—U11為從老到新的第四紀(jì)地層單元

圖7　圣安德列斯斷層華萊士溪累積地震位移和歷史地震位移分布圖(照片由R. Wallace拍攝)Fig. 7　Distribution of cumulative displacements by repeated surface ruptures and historical slips on the Wallace Creek segment of the San Andreas Fault(Photo by R. Wallace).

活動(dòng)斷層鑒定和準(zhǔn)確位置確定需要職業(yè)地質(zhì)專家或高素質(zhì)的地質(zhì)工程師依據(jù)活動(dòng)斷層探測相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做專門的調(diào)查與研究，最有效的方法是開挖探槽確定活動(dòng)斷層的準(zhǔn)確位置，劃定主斷層兩側(cè)可識(shí)別的變形帶邊界，作為避讓活動(dòng)斷層最重要的科學(xué)依據(jù)。以避讓活動(dòng)斷層為目標(biāo)的定位要求用于揭露活動(dòng)斷層展布和劃定變形帶邊界的探槽間隔<10m，活動(dòng)斷層分布圖的比例尺應(yīng)>1︰1,000。

3.3最小避讓距離

活動(dòng)斷層避讓基于1個(gè)重要理論假設(shè)： 未來的地震地表破裂最有可能沿過去發(fā)生過地震破裂的活動(dòng)斷層發(fā)生(圖7)。這一假設(shè)實(shí)際上得到了活動(dòng)斷層上古地震和不同時(shí)期斷錯(cuò)地貌測量獲得的累積位移有規(guī)律地增加等研究的支持，有相當(dāng)?shù)目煽啃院秃侠硇?Xuetal.，1996；Yeatsetal.，1997；Rockwelletal.，2007；Yannetal.，2011；Renetal.，2013；Ranetal.，2014)。

地面建(構(gòu))筑物 “避讓”活動(dòng)斷層是指避開能夠直接產(chǎn)生地表破裂的同震錯(cuò)動(dòng)面及其附近的地質(zhì)變形帶。確定 “避讓距離”的原則是有效避開活動(dòng)斷層同震錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建(構(gòu))筑設(shè)施的直接破壞帶，減輕可能遭遇的地震災(zāi)害損失。地震地表破裂局部化特征、地震破裂與房屋等建(構(gòu))筑物破壞的關(guān)系等研究表明，活動(dòng)斷層同震地表破裂或變形帶的位置、寬度和類型決定了地面建(構(gòu))筑物直接毀壞帶的空間位置和范圍，地表破裂引起的地面建(構(gòu))筑物直接毀壞帶的統(tǒng)計(jì)寬度為30m左右，代表了活動(dòng)斷層同震變形最強(qiáng)烈的范圍(徐錫偉等，2002，2008c；Choietal.，2016)。 考慮到地面建(構(gòu))筑物直接毀壞帶與活動(dòng)斷層同震錯(cuò)動(dòng)或變形直接相關(guān)、距離主斷層滑動(dòng)面越近地面建筑物破壞越嚴(yán)重等地震現(xiàn)場觀測事實(shí)，建議活動(dòng)斷層避讓以包括主斷層滑動(dòng)面在內(nèi)的地質(zhì)變形帶邊界線為起算點(diǎn)向外各15m作為近于直立斷層避讓距離的最低要求，即避讓距離原則上應(yīng)>15m?？紤]了活動(dòng)斷層地質(zhì)變形帶寬度后的最小避讓距離在一定程度上排除了未來主斷層滑動(dòng)面出露點(diǎn)的不確定性，確保地面建(構(gòu))筑物避免由活動(dòng)斷層同震錯(cuò)動(dòng)引起的直接毀壞。由于走滑斷層和傾滑斷層(正斷層或逆斷層)在運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)和變形特征等方面有明顯差異，傾滑斷層的最小避讓距離需要區(qū)別對(duì)待。

3.3.1走滑斷層

走滑斷層指斷層面近于直立、兩盤塊體作水平運(yùn)動(dòng)的斷層，包括右旋走滑斷層、左旋走滑斷層和帶有少量傾滑分量的斜滑斷層。最典型的例子為美國加利福尼亞州右旋走滑的圣安德烈斯斷裂，中國青藏高原左旋走滑的阿爾金斷裂、東昆侖斷裂、鮮水河斷裂等。走滑斷層的同震地表破裂常常沿地表跡線對(duì)稱分布，建議最小避讓距離為地質(zhì)變形帶邊界向外各15m(圖8a)。

圖8　不同類型活動(dòng)斷層避讓方案圖Fig. 8　Diagram showing fault avoidances for active strike-slip，normal and reverse faults.

由于陡傾角走滑斷層由不連續(xù)的次級(jí)剪切斷層斜列而成，使得走滑斷層的內(nèi)部斜列階區(qū)(擠壓隆起或拉分盆地)和端部出現(xiàn)復(fù)雜的破裂特征： 階區(qū)的破裂特征，特別是寬度取決于階區(qū)本身的寬度和次級(jí)走滑斷層的重疊量，當(dāng)階區(qū)寬度在數(shù)十m尺度時(shí)，可把階區(qū)整體作為變形帶進(jìn)行避讓；但當(dāng)階區(qū)規(guī)模在km量級(jí)時(shí)，且土地資源較為緊缺的條件下，需要利用探槽確定階區(qū)內(nèi)部各次級(jí)斷層的準(zhǔn)確位置和地質(zhì)變形帶的邊界，分別考慮避讓。

3.3.2傾滑斷層

傾滑斷層包括逆斷層和正斷層2種類型。地震現(xiàn)場考察表明，由于逆斷層和正斷層上盤變形量比下盤大，無論是地震地表破裂，還是地面同震錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建(構(gòu))筑物的直接毀壞等均出現(xiàn)明顯的上盤效應(yīng)： 上盤嚴(yán)重災(zāi)害帶寬度是下盤的2～3倍。因此，在針對(duì)逆斷層和正斷層避讓時(shí)需要考慮上盤效應(yīng)，即下盤最小避讓距離為地質(zhì)變形帶邊界向外15m，而上盤應(yīng)為地質(zhì)變形帶邊界向外30～45m(Yangetal.，2001；周慶等，2008；張永雙等，2010；Boncioetal.，2012；郭婷婷，2013)?？紤]到正斷層近地表傾角一般為50°～60°，建議上盤最小避讓距離為從地質(zhì)變形帶邊界向外30m(圖8b)；逆斷層傾角較緩在30°左右，建議上盤最小避讓距離為從地質(zhì)變形帶邊界向外45m(圖8c)。

由于考慮了傾滑斷層同震錯(cuò)動(dòng)及其直接毀壞帶存在的上盤效應(yīng)，并把包括主斷層、分支斷層或次級(jí)斷層、明顯變形的地層等在內(nèi)的變形帶替代主斷層滑動(dòng)面引進(jìn)到活動(dòng)斷層避讓方案中，可有效地減少未來地震主斷層滑動(dòng)面位置的不確定性。因此，本文給出的不同類型活動(dòng)斷層的避讓方法和避讓距離比美國、日本和臺(tái)灣地區(qū)活動(dòng)斷層兩側(cè)對(duì)稱避讓各15m更加科學(xué)、合理。

4　特殊建(構(gòu))筑物避讓

特殊建(構(gòu))筑物包括使用上有特殊要求的工程設(shè)施；或涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑物或構(gòu)筑物(GB 17741-2005，GB 50011-2010)。實(shí)際上，由于特殊建(構(gòu))筑物本身的特殊性，不僅要考慮其抗斷問題，避開活動(dòng)斷層，同時(shí)還應(yīng)考慮近斷層復(fù)雜的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)破壞和地基失效引起的倒塌等問題。

1999年臺(tái)灣地區(qū)集集地震強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)記錄的綜合分析顯示，發(fā)震斷層附近記錄到的最大峰值加速度可達(dá)1g，相當(dāng)于遭受到Ⅸ以上地震烈度的破壞；從車籠埔斷層跡線(主斷層陡坎)向兩側(cè)快速衰減，距斷層跡線3km的臺(tái)站記錄到的峰值加速度已下降到0.3g(相當(dāng)于Ⅶ度略強(qiáng)的地震烈度)；距離更遠(yuǎn)則峰值加速度正常緩慢衰減(Wangetal.，2001；徐錫偉，2006)。因此，為了安全起見，應(yīng)急指揮、生命線工程樞紐等功能不能中斷的機(jī)構(gòu)或設(shè)施所在的建(構(gòu))筑物的避讓距離建議≥3km；生產(chǎn)、測試、存儲(chǔ)易燃易爆等高危特殊材料和精密儀器設(shè)備的建(構(gòu))筑物，其避讓距離建議≥5km，這一避讓距離與核電站廠址或國家標(biāo)準(zhǔn)GB 17741-2005《工程場地地震安全性評(píng)價(jià)》所指重大工程的近場址范圍內(nèi)不存在活動(dòng)斷層的要求一致。

5　抗斷設(shè)計(jì)理念討論

活動(dòng)斷層避讓旨在通過避開活動(dòng)斷層來解決地面建(構(gòu))筑物的 “抗斷問題”，達(dá)到有效減輕地震災(zāi)害的目標(biāo)，是目前世界范圍內(nèi)普遍接受并相繼實(shí)施的一項(xiàng)減災(zāi)措施(Jonathan，1998；Hartetal.，1999；Yangetal.，2001；Christensonetal.，2003；Bouckovalas，2006；Boncioetal.，2012)，但這一措施實(shí)施的同時(shí)在一定程度上妨礙或延緩了建(構(gòu))筑物 “抗斷”研究和設(shè)計(jì)的進(jìn)程： 一些線狀生命線工程或其他基礎(chǔ)設(shè)施有時(shí)必須跨越活動(dòng)斷層，也有一些重要的建(構(gòu))筑物建好后才發(fā)現(xiàn)坐落在活動(dòng)斷層上或其附近，能否采取一定的抗斷設(shè)計(jì)或工程強(qiáng)化措施來化解活動(dòng)斷層同震地表錯(cuò)動(dòng)對(duì)這些地面建(構(gòu))筑物的直接毀壞？在最近幾次地震現(xiàn)場不僅觀察到了包括活動(dòng)斷層同震破裂和錯(cuò)動(dòng)對(duì)房屋、橋梁等地面建(構(gòu))筑物的直接毀壞現(xiàn)象(韓竹軍等，2000；Bray，2001；徐錫偉等，2002，2008a；于貴華等，2009)，還看到了坐落在同震地表破裂帶上的一些 “抗斷”建筑實(shí)例。

1999年集集地震沿車籠埔斷裂形成了長約90km的地表破裂帶，最大垂直位移可達(dá)10m(Chenetal.，2001)。 在豐原鎮(zhèn)逆斷層陡坎高約4.5m，震前跨斷層建造的4層樓房其地上部分為鋼筋混凝土剪力墻，配有0.6m厚的鋼筋混凝土筏板基座(地基)，地震后由于斷層陡坎兩側(cè)差異升降運(yùn)動(dòng)使樓房整體剛性傾斜(圖3b)，但沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷，經(jīng)受住了同震地表錯(cuò)動(dòng)和地面差異升降運(yùn)動(dòng)的考驗(yàn)。

1999年土耳其科賈埃利(Kocaeli)MW7.5地震和2010年新西蘭達(dá)菲爾德(Darfield)MW7.1地震現(xiàn)場同樣存在跨走滑型地表破裂帶建設(shè)的房屋并沒有因同震走滑破裂與錯(cuò)動(dòng)而倒塌的個(gè)例。土耳其科賈埃利地震發(fā)生在北安那托利亞走滑斷層上，其同震右旋走滑位移平均為3.5m，坐落在地震地表破裂帶上沒有倒塌的房屋均有特別加固了的地基，如在深1m的網(wǎng)格狀地基上覆蓋30cm厚的鋼筋混凝土筏板，增強(qiáng)了房屋整體的抗斷性能(Bray，2009)。2010年新西蘭達(dá)菲爾德地震形成了長約30km的地表破裂帶，同震右旋走滑位移平均為2.5m，有10多棟用輕質(zhì)材料做屋頂?shù)膯螌幽究蚣芊课莺娃r(nóng)用大棚均位于格林代爾(Greendale)斷裂沿線分布的地震地表破裂帶內(nèi)，盡管它們都發(fā)生了不同程度的墻體損壞，但沒有倒塌(Dissenetal.，2011)。

上述地震地表破裂帶內(nèi)經(jīng)受強(qiáng)烈地表破裂、錯(cuò)動(dòng)和變形影響沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)性損傷，保持基本完好或沒有倒塌的地面建(構(gòu))筑物的抗斷性能值得工程地震專家、學(xué)者關(guān)注： 應(yīng)針對(duì)走滑斷層和傾滑斷層的同震地表破裂特征和差異，通過強(qiáng)化地基和墻體 “抗斷”性能設(shè)計(jì)，分離、吸收或降低同震地表破裂和錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建(構(gòu))筑物的作用，這是需要進(jìn)一步研究的重要基礎(chǔ)課題。

6　結(jié)語

活動(dòng)斷層避讓是積極、有效地減輕可能遭遇的地震災(zāi)害損失的重要途徑；避讓的基礎(chǔ)是活動(dòng)斷層準(zhǔn)確的空間位置。美國活動(dòng)斷層發(fā)育且多地震的加利福尼亞州、猶他州等相繼出臺(tái)活動(dòng)斷層避讓和活動(dòng)斷層填圖等系列地方法規(guī)，從法律層面規(guī)范活動(dòng)斷層的避讓行為和土地利用規(guī)劃中的活動(dòng)斷層填圖要求(Hart，1974；European Committee for Standardization，1998；Jonathan，1998；Hartetal.，1999；Batatian，2002；The Resources Agency of California，2002；Christensonetal.，2003；Kazuo，2003)。

中國發(fā)育眾多具有發(fā)生破壞性地震能力的活動(dòng)斷層，地震災(zāi)害嚴(yán)重(鄧起東等，2007a；徐錫偉等，2016)。20世紀(jì)70年代中國地震科學(xué)研究的前輩們引進(jìn)了活動(dòng)斷層的基本概念，通過活動(dòng)斷層研究的實(shí)踐，深化了活動(dòng)斷層幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和長期滑動(dòng)習(xí)性的認(rèn)識(shí)，開創(chuàng)了1套活動(dòng)斷層大比例尺地震地質(zhì)填圖方法和地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)技術(shù)(鄧起東等，1982，1991，2007b；張培震等，1994，1996；毛鳳英等，1995；聞學(xué)澤等，1996；徐錫偉等，2000)；迄今為止已經(jīng)完成數(shù)十座城市的活動(dòng)斷層探測與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)(徐錫偉等，2015)和近百條 1︰5萬活動(dòng)斷層填圖(國家地震局地質(zhì)研究所等，1990；郯廬活動(dòng)斷裂帶地質(zhì)填圖課題組，2013；四川省地震局地震地質(zhì)隊(duì)則木河活動(dòng)斷裂帶填圖組，2013)，為城市規(guī)劃、重大工程場址選址和建設(shè)打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。

建議各級(jí)政府繼續(xù)支持覆蓋中國國土和海域的活動(dòng)斷層探測工作，同時(shí)加強(qiáng)活動(dòng)斷層探測成果應(yīng)用，特別是活動(dòng)斷層避讓的立法，提升中國防震減災(zāi)的基礎(chǔ)能力。另外，應(yīng)加強(qiáng)已有活動(dòng)斷層探測成果的推廣與應(yīng)用： 凡坐落在已有區(qū)域地震構(gòu)造圖顯示的活動(dòng)斷層附近5km范圍內(nèi)或此類斷層的延伸線上，或者在 1︰5萬活動(dòng)斷層分布圖上距活動(dòng)斷層跡線500m范圍內(nèi)的規(guī)劃用地、建設(shè)場址等均應(yīng)開展翔實(shí)的槽探揭露工作，確定活動(dòng)斷層的準(zhǔn)確位置，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)中避讓活動(dòng)斷層，保障國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

陳桂華，李峰，鄭榮章，等. 2008. 逆沖型斷裂同震地表變形定量分析的幾個(gè)問題： 以汶川MS8.0地震為例 [J]. 地震地質(zhì)，30(3)： 674— 682.

CHEN Gui-hua，LI Feng，ZHENG Rong-zhang，etal. 2008. Several issues in the quantitative analysis of co-seismic surface rupture produced by reverse faults: A case study from the Wenchuan earthquake [J]. Seismology and Geology，30(3): 674— 682(in Chinese).

翠川三郎. 1995. 連鎖災(zāi)害的發(fā)生機(jī)制與實(shí)態(tài)追蹤 [J]. 科學(xué)朝日(緊急增刊)： 15—18.

Midorigawa S. 1995. Formation mechanism and in-situ tracing of successive disasters [J]. Science Asahi(Urgent Supplement)： 15—18(in Japanese).

代樹紅，馬勝利，潘一山，等. 2006. 隱伏走滑斷層破裂擴(kuò)展特征的實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 地震地質(zhì)，28(4): 635— 645.

DAI Shu-hong，MA Sheng-li，PAN Yi-shan，etal. 2006. Experimental study on rupture propagation along buried strike-slip fault [J]. Seismology and Geology，28(4): 635— 645(in Chinese).

代樹紅，馬勝利，潘一山，等. 2008. 隱伏逆斷層破裂擴(kuò)展特征的實(shí)驗(yàn)研究及其地震地質(zhì)意義 [J]. 地震地質(zhì)，30(4): 945—956.

DAI Shu-hong，MA Sheng-li，PAN Yi-shan，etal. 2008. Experimental study on rupture propagation of buried reverse fault and its seismogeological significance [J]. Seismology and Geology，30(4): 945—956(in Chinese).

鄧起東. 1982. 中國的活動(dòng)斷裂[M]∥中國地震學(xué)會(huì)地震地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)編. 中國活動(dòng)斷裂. 北京： 地震出版社. 19—27.

DENG Qi-dong. 1982. The active fault in China [M]∥Committee on Seismogelogy, the Seismological Society of China (ed). The Active Faults in China. Seismological Press, Beijing. 19—27.

鄧起東. 1991. 活動(dòng)斷裂的研究進(jìn)展與方向[M]∥國家地震局地質(zhì)研究所編 . 活動(dòng)斷裂研究(1). 北京： 地震出版社. 1— 6.

DENG Qi-dong. 1991. Progresses and frontiers in active fault research[M]∥Institute of Geology, State Seismological Bureau(ed). Active Fault Research 1. Seismological Press，Beijing. 1— 6(in Chinese).

鄧起東，盧造勛，楊主恩. 2007b. 城市活動(dòng)斷層探測和斷層活動(dòng)性評(píng)價(jià)問題 [J]. 地震地質(zhì)，29(2)： 189—199.

DENG Qi-dong，LU Zao-xun，YANG Zhu-en，2007b. Exploration and seismic hazard assessment of active fault in urban areas [J]. Seismology and Geology，29(2)： 189—199(in Chinese).

鄧起東，冉勇康，楊曉平，等. 2007a. 中國活動(dòng)構(gòu)造圖(1︰400萬)[CM]. 北京： 地震出版社.

DENG Qi-dong，RAN Yong-kang，YANG Xiao-ping，etal. 2007a. Map of Active Tectonics in China(1︰4,000,000)[CM]. Seismological Press，Beijing(in Chinese).

丁國瑜. 1982. 中國內(nèi)陸活動(dòng)斷裂基本特征的探討[M]∥中國地震學(xué)會(huì)地震地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)編. 中國活動(dòng)斷裂. 北京： 地震出版社. 1—9.

DING Guo-yu. 1982. A discussion on the basic characteristics of the active faults in the Chinese continent(with Preface)[M]∥Committee on Seismogeology，the Seismological Society of China(ed). The Active Faults in China. Seismological Press，Beijing. 1—9(in Chinese).

高孟潭. 2015. GB18306-2015《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》宣貫教材 [M]. 北京： 中國質(zhì)檢出版社和中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 264.

GAO Meng-tan. 2015. Publicizing Materials for Seismic Zoning Map in China(GB18306-2015)[M]. China Quality and Standard Press，Beijing. 264(in Chinese).

國家地震局地質(zhì)研究所，國家地震局蘭州地震研究所. 1993. 祁連山-河西走廊活動(dòng)斷裂系 [M]. 北京： 地震出版社. 340.

Institute of Geology，State Seismological Bureau，and Lanzhou Institute of Seismology，State Seismolosical Bureau. 1993. Active Fault System along the Qilianshan-Hexi Corroidor [M]. Seismological Press，Beijing. 340(in Chinese).

國家地震局地質(zhì)研究所，寧夏回族自治區(qū)地震局. 1990. 海原活動(dòng)斷裂帶 [M]. 北京： 地震出版社.

Institute of Geology，State Seismological Bureau，and Seismological Bureau of Ningxia Hui Autonomous Region. 1990. Strip Map of the Haiyuan Active Fault Zone [M]. Seismological Press，Beijing(in Chinese).

國家地震局蘭州地震研究所. 1992. 昌馬活動(dòng)斷裂帶 [M]. 北京： 地震出版社. 207.

Lanzhou Institute of Seismology，State Seismological Bureau. 1992. The Changma Active Fault Zone [M]. Seismological Press，Beijing. 207(in Chinese).

郭婷婷. 2013. 汶川地震震害與活動(dòng)斷層 “避讓帶”寬度的分析研究 [D]. 北京： 中國地震局地質(zhì)研究所. 108.

GUO Ting-ting. 2013. A study on Wenchuan earthquake disasters and the safety distance from active faults [D]. Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing. 108(in Chinese).

郭婷婷，徐錫偉，于貴華，等. 2009. 川西地區(qū)農(nóng)村民居建筑物震害調(diào)查與分析 [J]. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，26(3): 59— 64.

GUO Ting-ting，XU Xi-wei，YU Gui-hua，etal. 2009. Investigation and analysis of earthquake disasters for rural residential buildings in western Sichuan areas [J]. Journal of Architecture and Civil Engineering，26(3): 59— 64(in Chinese).

郭婷婷，于貴華，徐錫偉. 2010. 汶川地震災(zāi)害特征與建筑物震害原因討論 [J]. 工程抗震與加固改造，32(4)： 125—133.

GUO Ting-ting，YU Gui-hua，XU Xi-wei. 2010. Characteristics of Wenchuan earthquake disasters and discussion on causes of buildings damage [J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting，32(4)： 125—133(in Chinese).

韓竹軍，苗崇剛. 2000. 土耳其伊茲米特地震地表破裂帶和發(fā)震構(gòu)造特點(diǎn) [J]. 國際地震動(dòng)態(tài)，(1)： 7—12.

HAN Zhu-jun，MIAO Chong-gang. 2000. The characteristics of the seismic surface rupture zone of earthquake-generating structure of the Izmit earthquake [J]. Recent Development in World Seismology，(1): 7—12(in Chinese).

韓竹軍，冉勇康，徐錫偉. 2002. 隱伏活斷層未來地表破裂帶寬度與位錯(cuò)量初步研究 [J]. 地震地質(zhì)，24(4): 484— 494.

HAN Zhu-jun，RAN Yong-kang，XU Xi-wei. 2002. Primary study on possible width and displacement of surface rupture zone produced by buried active fault [J]. Seismology and Geology，24(4): 484— 494(in Chinese).

洪海春，尤捷，陶小三，等. 2015. 2014年云南魯?shù)楹途肮鹊卣鸬恼鸷?duì)比研究 [J]. 地震工程學(xué)報(bào)，37(4): 1013—1022.

HONG Hai-chun，YOU Jie，TAO Xiao-san，etal. 2015. Comparative study of seismic damage induced by LudianMS6.5 and JingguMS6.6 earthquakes in Yunnan Province [J]. China Earthquake Engineering Journal，37(4): 1013—1022(in Chinese).

胡平，丁彥慧，蔡奇鵬，等. 2011. 第四紀(jì)地層中斷層同震錯(cuò)動(dòng)行為的離心機(jī)試驗(yàn)研究 [J]. 地球物理學(xué)報(bào)，54(9): 2293—2301. doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2011.09.012.

HU Ping，DING Yan-hui，CAI Qi-peng，etal. 2011. Centrifuge modeling on the behavior of co-seismic fault dislocation in the Quaternary stratum [J]. Chinese J Geophys，54(9): 2293—2301(in Chinese).

李傳友，魏占玉. 2009. 2008年汶川MS8.0地震北川以北段地表破裂變形的主要樣式 [J]. 第四紀(jì)研究，29(3): 416— 425.

LI Chuan-you，WEI Zhan-yu. 2009. Main pattern of the surface ruptures of the 2008 Wenchuan earthquake on the northern segment north of Beichuan [J]. Quaternary Sciences，29(3): 416— 425(in Chinese).

李傳友，葉建青，謝富仁，等. 2008. 汶川MS8.0地震地表破裂帶北川以北段的基本特征 [J]. 地震地質(zhì)，30(3)： 683— 696.

LI Chuan-you，YE Jian-qing，XIE Fu-ren，etal. 2008. Characteristics of the surface rupture zone of theMS8.0 Wenchuan earthquake，China along the segment north to Beichuan [J]. Seismology and Geology，30(3): 683— 696(in Chinese).

毛鳳英，張培震. 1995. 古地震研究的逐次限定方法與新疆北部主要斷裂的古地震研究[M]∥國家地震局地質(zhì)研究所編. 活動(dòng)斷裂研究(4). 北京: 地震出版社. 153—164.

MAO Feng-ying，ZHANG Pei-zhen. 1995. Progressive constraining method in paleoseismic study and paleoearthquakes along the major active faults in northern Xinjiang[M]∥Institute of Geology，State Seismological Bureau (ed). Research of Active Fault (4)． Seismological Press，Beijing. 153—164(in Chinese).

清華大學(xué)土木結(jié)構(gòu)組，西南交通大學(xué)土木結(jié)構(gòu)組，北京交通大學(xué)土木結(jié)構(gòu)組. 2008. 汶川地震建筑震害分析 [J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，29(4)： 1—9.

Civil and Structural Groups of Qsinghua University，Xinan Jiaotong University and Beijing Jiaotong University. 2008. Analysis on seismic damage of buildings in the Wenchuan earthquake [J]. Journal of Building Structures，29(4)： 1—9(in Chinese).

四川省地震局地震地質(zhì)隊(duì)則木河活動(dòng)斷裂帶填圖組. 2013. 則木河活動(dòng)斷裂帶地質(zhì)圖 [CM]. 北京： 地震出版社.

Geological Mapping Group for Zemuhe Active Fault Zone. 2013. Strip Map of the Zemuhe Active Fault [CM]. Seismological Press，Beijing(in Chinese).

孫柏濤，閆培雷，胡春峰，等. 2008. 汶川8.0級(jí)大地震極重災(zāi)區(qū)映秀鎮(zhèn)不同建筑結(jié)構(gòu)震害概述及原因簡析 [J]. 地震工程與工程振動(dòng)，28(5)： 1—9.

SUN Bai-tao，YAN Pei-lei，HU Chun-feng，etal. 2008. Overview on seismic damage to different structures in Yingxiu Town during Wenchuan earthquake [J]. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration，28(5)： 1—9(in Chinese).

孫鑫喆，徐錫偉，陳立春，等. 2012. 2010年玉樹地震地表破裂帶典型破裂樣式及其構(gòu)造意義 [J]. 地球物理學(xué)報(bào)，55(1): 155—170. doi: 10.6038/J.issn.0001-5733.2012.01.015.

SUN Xin-zhe，XU Xi-wei，CHEN Li-chun，etal. 2012. Surface rupture features of the 2010 Yushu earthquake and its tectonic implication [J]. Chinese J Geophys，55(1): 155—170(in Chinese).

郯廬活動(dòng)斷裂帶地質(zhì)填圖課題組. 2013. 郯廬活動(dòng)斷裂帶地質(zhì)圖 [CM]. 北京： 地震出版社.

Geological Mapping Group for Tanlu Active Fault Zone. 2013. Strip Map of the Tanlu Active Fault Zone [CM]. Seismological Press，Beijing(in Chinese).

陶連金，田健，劉曉春，等. 2015. 靈山鎮(zhèn)蘆山地震建筑震害分析 [J]. 黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào)，25(6)： 621— 626.

TAO Lian-jin，TIAN Jian，LIU Xiao-chun，etal. 2015. Analysis on seismic damage of buildings of Lingguan Town in the Lushan earthquake [J]. Journal of Heilongjiang University of Science & Technology，25(6): 621— 626(in Chinese).

聞學(xué)澤，張培震. 1996. 地震的原地復(fù)發(fā)模式理論及其有關(guān)問題 [M]∥國家地震局地質(zhì)研究所編. 活動(dòng)斷裂研究(5). 北京： 地震出版社. 1—11.

WEN Xue-ze，ZHANG Pei-zhen. 1996. Earthquake recurrence models and associated problems [M]∥Institute of Geology，State Seismological Bureau (ed). Research of Active Fault (5)． Seismological Press，Beijing. 1—11(in Chinese).

徐錫偉. 2006. 活動(dòng)斷層、地震災(zāi)害與減災(zāi)對(duì)策問題 [J]. 震災(zāi)防御技術(shù)，1(1)： 7—14.

XU Xi-wei，2006. Active Faults，associated earthquake disaster distribution and policy for disaster reduction [J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention，1(1): 7—14(in Chinese).

徐錫偉，陳桂華，于貴華，等. 2010. 5·12汶川地震地表破裂基本參數(shù)的再論證及其構(gòu)造內(nèi)涵分析 [J]. 地球物理學(xué)報(bào)，53(10): 2321—2336. doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2010.10.006.

XU Xi-wei，CHEN Gui-hua，YU Gui-hua，etal. 2010. Reevalution of surface rupture parameters of the 5·12 Wenchuan earthquake and its tectonic implication for Tibetan uplift [J]. Chinese J Geophys，53(10): 2321—2336(in Chinese).

徐錫偉，韓竹軍，楊曉平，等. 2016. 中國及鄰區(qū)地震構(gòu)造圖 [CM]. 北京： 地震出版社.

XU Xi-wei，HAN Zhu-jun，YANG Xiao-ping，etal. 2016. Seismo-Tectonic Map of China and Its Adjacent Regions [CM]. Seismological Press，Beijing(in Chinese).

徐錫偉，計(jì)鳳桔，于貴華，等. 2000. 用鉆孔地層剖面記錄恢復(fù)古地震序列: 河北夏墊斷裂古地震研究 [J]. 地震地質(zhì)，22(1)： 9—19.

XU Xi-wei，JI Feng-ju，YU Gui-hua，etal. 2000. Reconstruction of paleoearthquake sequence using stratigraphic records from drill logs: A study at the Xiadian Fault，Beijing [J]. Seismology and Geology，22(1)： 9—19(in Chinese).

徐錫偉，聞學(xué)澤，葉建青，等. 2008a. 汶川MS8.0地震地表破裂帶及其發(fā)震構(gòu)造 [J]. 地震地質(zhì)，30(3)： 597— 629.

XU Xi-wei，WEN Xue-ze，YE Jian-qing，etal. 2008a. TheMS8.0 Wenchuan earthquake surface ruptures and its seismogenic structure [J]. Seismology and Geology，30(3): 597— 629(in Chinese).

徐錫偉，于貴華，陳桂華，等. 2008c. 青藏高原北部大型走滑斷裂帶近地表地質(zhì)變形帶特征分析 [J]. 地震地質(zhì)，29(2)： 201—217.

XU Xi-wei，YU Gui-hua，CHEN Gui-hua，etal. 2008c. Near-surface characteristics of permanent geologic deformation across the mega-strike-slip faults in the northern Tibetan plateau [J]. Seismology and Geology，29(2)： 201—217(in Chinese).

徐錫偉，于貴華，馬文濤，等. 2002. 活斷層地震地表破裂 “避讓帶”寬度確定的依據(jù)與方法 [J]. 地震地質(zhì)，24(4)： 470— 483.

XU Xi-wei，YU Gui-hua，MA Wen-tao，etal. 2002. Evidence and methods for determining the safety distance from the potential earthquake surface rupture on active fault [J]. Seismology and Geology，24(4)： 470— 483(in Chinese).

徐錫偉，于貴華，馬文濤，等. 2008b. 昆侖山地震(MW7.8)破裂行為、變形局部化特征及其構(gòu)造內(nèi)涵討論 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，38(7)： 785—796.

XU Xi-wei，YU Gui-hua，MA Wen-tao，etal. 2008b. Rupture behavior and deformation localization of the Kunlunshan earthquake(MW7.8)and their tectonic implications [J]. Science in China(Ser D)，38(7)： 785—796(in Chinese).

徐錫偉，于貴華，冉勇康，等. 2015. 中國城市活動(dòng)斷層概論： 20個(gè)城市活動(dòng)斷層探測成果 [M]. 北京： 地震出版社. 484.

XU Xi-wei，YU Gui-hua，RAN Yong-kang，etal. 2015. Introduction on Urban Active Faults in China: Surveying Outcomes from 20 Chinese Mega-Cities [M]. Seismological Press，Beijing. 484(in Chinese).

徐錫偉，趙伯明，馬勝利，等. 2011. 活動(dòng)斷層地震災(zāi)害預(yù)測方法與應(yīng)用 [M]. 北京： 科學(xué)出版社. 305.

XU Xi-wei，ZHAO Bo-ming，MA Sheng-li，etal. 2011. Assessing Method for Earthquake Hazard and Its Application [M]. Science Press，Beijing. 305(in Chinese).

于貴華，徐錫偉，陳桂華，等. 2009. 汶川8.0級(jí)地震地表變形局部化樣式與建筑物破壞特征關(guān)系初步研究 [J]. 地球物理學(xué)報(bào)，52(12)： 3027—3041. doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2009.12.012.

YU Gui-hua，XU Xi-wei，CHEN Gui-hua，etal. 2009. Relationship between the localization of earthquake surface ruptures and building damages associated the Wenchuan earthquake [J]. Chinese J Geophys，52(12)： 3027—3041(in Chinese).

張建毅，薄景山，袁一凡，等. 2012. 活動(dòng)斷層及其避讓距離研究綜述 [J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2： 9—18.

ZHANG Jian-yi，BO Jing-shan，YUAN Yi-fan，etal. 2012. Review of research on active fault and its setback [J]. Journal of Natural Disaster，2: 9—18(in Chinese).

張敏政，陳化然. 2000a. 土耳其伊茲米特地震的強(qiáng)地震動(dòng)和地震災(zāi)害 [J]. 國際地震動(dòng)態(tài)，(1)： 13—15.

ZHANG Min-zheng，CHEN Hua-ran. 2000a. The strong motions and earthquake disaster of the 1999 IzmitM7.4，Turkey，earthquake [J]. Recent Developments in World Seismology，(1): 13—15(in Chinese).

張敏政，劉潔平. 2000b. 土耳其伊茲米特地震(1999，7.4)的強(qiáng)地震動(dòng) [J]. 世界地震工程，16(2)： 1—7.

ZHANG Min-zheng，LIU Jie-ping. 2000b. The strong motions of 1999 IzmitM7.4，Turkey，earthquake [J]. World Earthquake Engineering，16(2): 1—7(in Chinese).

張培震，鄧起東，徐錫偉，等. 1994. 盲斷層、褶皺地震與新疆1906年瑪納斯地震 [J]. 地震地質(zhì)，16(3)： 193—204.

ZHANG Pei-zhen，DENG Qi-dong，XU Xi-wei，etal. 1994. Blind thrust，folding earthquake，and the 1906 Manas earthquake，Xinjiang [J]. Seismology and Geology，16(3)： 193—204(in Chinese).

張培震，毛鳳英. 1996. 活動(dòng)斷裂定量研究與中長期地震危險(xiǎn)性概率評(píng)價(jià) [M]∥國家地震局地質(zhì)研究所編. 活動(dòng)斷裂研究(5). 北京： 地震出版社. 12—31.

ZHANG Pei-zhen，MAO Feng-ying. 1996. Active Faulting and fault specific probabilistic seismic hazard assessment [M]∥Institute of Geology，State Seismological Bureau(ed). Research of Active Fault (5)． Seismological Press，Beijing. 12—31(in Chinese).

張永雙，孫萍，石菊松，等. 2010. 汶川地震地表破裂影響帶寬度調(diào)查與建筑物場地避讓寬度探討分析 [J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，18(3)： 312—319.

ZHANG Yong-shuang，SUN Ping，SHI Ju-song，etal. 2010. Investigation of rupture influenced zones and their corresponding safe distances for reconstruction after 5.12 Wenchuan earthquake [J]. Journal of Engineering Geology，18(3)： 312—319(in Chinese).

鄭文俊，李傳友，王偉濤，等. 2008. 汶川8.0級(jí)地震陡坎(北川以北段)探槽的記錄特征 [J]. 地震地質(zhì)，30(3): 697—709.

ZHENG Wen-jun，LI Chuan-you，WANG Wei-tao，etal. 2008. Trench logs of earthquake scarp of theMS8.0 Wenchuan earthquake in the segment north of Beichuan [J]. Seismology and Geology，30(3): 697—709(in Chinese).

中國地震局. 2009. 中華人民共和國地震行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)活動(dòng)斷層探測： DB/T 15—2009[S]. 北京： 地震出版社. 1—21.

China Earthquake Administration. 2009. Surveying and Prospecting of Active Fault，Seismic Industry Standard，People’s Republic of China [S]. Seismological Press，Beijing. 1—21(in Chinese).

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 2010. 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50011-2010 [S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社. 20—21.

Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China，General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. 2010. Code for Seismic Design of Buildings [S]. Chinese Building Industry Press，Beijing. 20—21(in Chinese).

中田高，隈元崇. 2003. 活斷層位置情報(bào)からみた土地利用の問題點(diǎn)と「活斷層法」について [J]. 活斷層研究，13: 13—18.

Nakata T，Kumamoto T. 2003. Problems of land use as seen from the active fault location information and active fault act in Japan [J]. Active Fault Research，13: 13—18(in Japanese).

周昌賢. 2010. 地震引發(fā)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的思考 [J]. 中國科技財(cái)富，12： 255—257.

ZHOU Chang-xian. 2010. Earthquake caused reflections on the structural seismic design [J]. Fortune World，12: 255—257(in Chinese).

周慶，徐錫偉，于貴華，等. 2008. 汶川8.0級(jí)地震地表破裂帶寬度調(diào)查 [J]. 地震地質(zhì)，30(3)： 778—787.

ZHOU Qing，XU Xi-wei，YU Gui-hua，etal. 2008. Invstigatation on widths of surface rupture zones of theM8.0 Wenchuan earthquake，Sichuan Province，China [J]. Seismology and Geology，30(3)： 778—787(in Chinese).

周榮軍，黃潤秋，雷建成，等. 2008. 四川汶川8.0級(jí)地震地表破裂與震害特點(diǎn) [J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，27(11)： 2172—2183.

ZHOU Rong-jun，HUANG Run-qiu，LEI Jian-cheng，etal. 2008. Surface rupture and hazard characteristics of Wenchuan earthquake with magnitude 8.0 in Sichuan Province [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，27(11)： 2172—2183(in Chinese).

周正華，張艷梅，孫平善，等. 2003. 斷層場地震害研究綜述 [J]. 地震工程與工程振動(dòng)，23(5)： 38— 41.

ZHOU Zheng-hua，ZHANG Yan-mei，SUN Ping-shan，etal. 2003. A summary of damage study on fault site [J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration，23(5): 38— 41(in Chinese).

Batatian D. 2002. Minimum Standards for Surface Fault Rupture Hazard Studies [M]. Salt Lake County: Planning and Development Services Division. 1—11.

Boncio P，Galli P，Naso G，etal. 2012. Zoning surface rupture hazard along normal faults: Insight from the 2009MW6.3 L’Aquila，Central Italy，earthquake and other global earthquakes [J]. Bull Seism Soc Amer，102(3): 918—935. doi: 10.1785/0120100301.

Borchardt G. 2010. Establishing appropriate setback widths for active faults [J]. Environmental & Engineering Geoscience，XVI(1): 47—53.

Bouckovalas G. 2006. ETC -12: Geotechnical Evaluation and Application of the Seismic Eurocode EC8 [M]. Greece: National Technical University. 55— 64.

Bray J D，Seed R B，Cluff L S，etal. 1994. Earthquake Fault rupture propagation through soil [J]. J Geotech Engineering，ASCE，120(3): 543—561.

Bray J D. 2001. Developing mitigation measures for the hazards associated with earthquake surface fault rupture [M]∥Konagai K(ed). Seismic Fault-Induced Failures-Possible Remedies for Damage to Urban Facilities. Japan Soc Prom Sci，Univ of Tokyo，Japan. 55—79.

Bray J D. 2009. Designing buildings to accommodate earthquake surface fault rupture [R]. USA: ATC & SEI Conference on Improving the Seismic Performance of Existing Buildings and Other Structures. 1—12.

Chen Y G，Chen W S，Lee J C，etal. 2001. Surface rupture of the 1999 Chi-Chi earthquake yields insights on active tectonics of Central Taiwan [J]. Bull Seismol Soci Amer，91(5): 977—985.

Choi J-H，Edwards P，Ko K，etal. 2016. Definition and classification of fault damage zones: A review and a new methodological approach [J]. Earth-Sciences Reviews，152: 70—87.

Christenson G E，Darlene B L，Nelson C V. 2003. Guidelines for Evaluating Surface-Fault-Rupture in Utah [M]. Utah: Geological Survey: UGS MP 03-6，ISBN-1-55791-696-9. 1—14.

Cluff L S，Niccum M R，Brogan G E，etal. 1976. Surface Fault hazard zoning: Method for regional planning and for specific site investigations [C]∥Accession Number: 00142672，Serial: Engineering Geology & Soils Engineering Symp Proc. Publisher: Idaho Department of Highways.

Dissen R V，Barrell D，Litchfield N，etal. 2011. Surface rupture displacement on the Greendale Fault during theMW7.1 Darfield(Canterbury)earthquake，New Zealand，and its impact on man-made structures [J]. Acoustical Society of America Journal, 138(50): 8247—8259.

Dissen R V，Heron，D，Becker J，etal. 2006. Mitigating active fault surface rupture hazard in New Zealand: Development of national guidelines，and assessment of their implementation [C]∥Proceedings，8th U S National Conference on Earthquake Engineering，San Francisco，USA: Paper No. 633，10.

European Committee for Standardization. 1998. Eurocode 8-“Design of Structures for Earthquake Resistance. Part 5: Foundations，Retaining Structures，and Geotechnical Aspects.” [S].Brussels: EVN. 14—20.

Faulkner D R，Mitchell T M，Jensen E，etal. 1993. Scaling of fault damage zones with displacement and the implications for fault growth processes [J]. N1n Publications，116: 189—216.

Fraser W A. 2001. California division of safety of dams fault activity guidelines [R]. Division of Safety of Dams，California Department of Water Resources，1. 5—24.

Guo T，Xu X，Yu G. 2012. Disasters characteristics of 2008 Wenchuan earthquake and analysis of buildings destruction [J]. Applied Mechanics and Materials, 204-208: 2505—2513.

Haeussler P J，Schwartz D P，Dawson T E，etal. 2004. Surface rupture and slip distribution of the Denali and Totschunda Faults in the 3 November 2002M7.9 earthquake，Alaska [J]. Bull Seismol Soci Amer，94(6B): 23—52.

Hart E W，Bryant W A. 1999. Fault-rupture hazard zones in California: Alquist-Priolo earthquake fault zoning act with index to earthquake fault zones maps [C]. California: Division of Mines and Geology: Special Publication 42，1—38.

Hart E W. 1974. Zoning for surface fault hazards in California: The new special studies zones maps [J]. California Geology，27(10)： 227—230.

Heermance R，Shipton. K，Evans J P. 2003. Fault structure control on fault slip and ground motion during the 1999 rupture of the Chelungpu Fault，Taiwan [J]. Bull Seism Soc Am，93： 1034—1050.

Jonathan G. 1998. Guidelines for evaluating potential surface fault rupture/land subsidence hazards in Nevada[M/OL]. Nevada Earthquake Safety Council. 1— 4. http: ∥www.nbmg.unr.edunescguidelines.htm.

Kazuo K. 2003. An assumed scenario for seismic fault zoning [J]. Japan Society of Civil Engineers，4: 1—10.

Kelson K I，Bray J，Cluff L，etal. 2001. Fault-related surface deformation [J]. Earthquake Spectra，17(S1)： 19—36.

Kerr J，Nathan S，Dissen R V,etal. 2004. Planning for development of land on or close to active faults: A guideline to assist resource management planners in New Zealand [R]. Published by the Ministry for the Environment，ME numbers 565. 1—68.

Lai X，Li S. 2010. Exploration of fault-zone trapped waves at Pingtong Town，in Wenchuan earthquake region [J]. Journal of Geodesy and Geodynamics，1(1): 29—33.

Lawson A C，Reid H F. 1908. The California earthquake of April 18，1906[R]. Report of the State earthquake investigation commission.

Lee C T，Kelson K I，Kang K H. 2001. Hanging-wall deformation and its effect to building and structures as learned from the Chelungpu faulting in the 1999 Chi-Chi，Taiwan earthquake [C]∥Lohan C-H and Kangaroo K H(eds). Proceedings of International Workshop on Annual Commemoration of Chi-Chi Earthquake，18-20 September 2000，Taibei，Taiwan.

Lian X，Li H，Brodskye，etal. 2013. Continuous permeability measurements record healing inside the Wenchuan earthquake fault zone [J]. Science，340: 1555—1559. doi: 10. 1126/science. 1237237.

McCalpin J P. 1987. Recommended setback distances from active normal faults [C]∥Proceedings of the Symposium on Engineering Geology and Soils Engineering，23: 35—56.

Nuttli O W. 1982. The earthquake problem in the eastern United States [J]. Journal of the Structural Division，108(6)： 1302—1312.

Philip H，Meghraoui M. 1983. Structural analysis and interpretation of the surface deformation of the El Asnam earthquake of October 10，1980 [J]. Tectonics，2: 17— 49.

Quigley M，Van Dissen R，Villamor P，etal. 2010. Surface rupture of the Greendale Fault during theMW7.1 Darfield(Canterbury)earthquake，New Zealand: Initial findings [J]. Bull New Zealand Soci for Earthq Engineer，43(4): 1—7.

Ran Y，Chen W，Xu X，etal. 2014. Late Quaternary paleoseismic behavior and rupture segmentation of the Yingxiu-Beichuan Fault along the Longmen Shan fault zone，China [J]. Tectonics，33： 2218—2232. doi: 10.1002/2014TC003649.

Ren J，Xu X，Yeats R S，etal. 2013. Latest Quaternary paleoseismology and slip rates of the Longriba fault zone，eastern Tibet: Implications for fault behavior and strain partitioning [J]. Tectonics，32： 216—238. doi: 10.1002/tect.20029.

Robb M E S，Thompson E M，Kieffer D S，etal. 2015. Geotechnical effects of the 2015 Magnitude 7.8 Gorkha，Nepal，earthquake and aftershocks [J]. Seismological Research Letters，86(6): 1514—1523.

Rockwell T，Ben-zion Y. 2007. High localization of primary slip zones in large earthquakes from paleoseismic trenches: Observations and implications for earthquake physics [J]. JGR，112： B10304. doi: 10.1029/2006JB004764.

Scholz C H. 2002. The Mechanics of Earthquakes and Faulting(2nd Edition)[M]. Cambridge University Press，504. ISBN: 9780521655408.

Shi F，He H，Wei Z. 2012. Coseismic horizontal shortening associated with the 2008 Wenchuan earthquake along the Baishahe segment from high resolution satellite images [J]. Journal of Asian Earth Sciences，50: 164—170.

Shipton Z K，Cowie P A. 2001. Damage zone and slip-surface evolution over μm to km scales in high-porosity Navajo sandstone，Utah [J]. Journal of Structural Geology，23(12): 1825—1844.

Stein R S，King G C P. 1984. Seismic potential revealed by surface folding: 1983 Coalinga earthquake [J]. Science, 224: 869—872.

Taniyama H，Watanabe H. 2000. Deformation of sandy deposits by fault movement [C]∥Proc. 12thWCEE 2000，Tokyo: McGraw Hill. 1— 6.

The Resources Agency of California. 2002. Seismic Hazards and Earthquake Fault Zones [Z/OL]. Public Information，County of Ventura，Resource Management Agency，Planning Division 800 South Victoria Avenue，Ventura，CA 93009·805 654-2488. http: ∥www.ventura.org/rma/planning.

Wang G，Zhou X，Ma Z，etal. 2001. A preliminary study on the randomness of response spectra of the 1999 Chi-Chi，Taiwan，earthquake [J]. Bull Seism Soci Amer，91(5): 1358—1396.

Willis B. 1923. Earthquake risk in California [J]. Bulletin of the Seismological Society of America，(4)： 147—154.

Xu C，Xu X，Shen L，etal. 2016. Optimized volume models of earthquake-triggered landslides [J]. Scientific Reports. doi: 10.1038/srep29797.

Xu X，Deng Q. 1996. Nonlinear characteristics of paleoseismicity in China [J]Journal of Geophysical Research，101(B3): 6209— 6231.

Xu X，Tan X，Yu G，etal. 2013. Normal- and oblique-slip of the 2008 Yutian earthquake: Evidence for eastward block motion，northern Tibetan plateau [J]. Tectonophysics，584: 152—165. doi: 10.1016/j.tecto.2012.08.007.

Xu X，Wen X，Yu G，etal. 2009. Coseismic reverse- and oblique-slip surface faulting generated by the 2008MW7.9 Wenchuan earthquake，China [J]. Geology，37(6): 515—518.

Xu X，Xu C，Yu G，etal. 2015. Primary surface ruptures of the LudianMW6.2 earthquake，southeastern Tibetan plateau，China [J]. Seismological Research Letters，86(6): 1622—1635. doi: 10.1785/0220150038.

Xu X，Yu G，Klinger Y，etal. 2006. Reevaluation of surface rupture parameters and faulting segmentation of the 2001 Kunlunshan earthquake(MW7.8)，northern Tibetan plateau，China [J]. Journal of Geophysical Research Solid Earth，111(B5): 303—306.

Yang H W，Beeson J. 2001. The setback distance concept and 1999 Chi-Chi(Taiwan)earthquake [C]∥International Conferences on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. Paper 29. htt: ∥scholarsmine.mst.edu/icrageesd/04 icrageesd/session10/29.

Yann K，Etchebes M，Tapponnier P,etal. 2011. Characteristic slip for five great earthquakes along the Fuyun Fault in China [J]. Nature Geoscience，4: 389—392. doi: 10.1038/ngeo1158.

Yeats R S，Sieh K E，Allen C R. 1997. The Geology of Earthquakes [M]. Oxford University Press, New York. 568.

Yu G，Xu X，Klinger Y，etal. 2010. Fault-scarp features and cascading-rupture model for the Wenchuan earthquake(MW7.9)，eastern Tibetan plateau，China [J]. Bulletin of the Seismological Society of America，100(5B): 2590—2614.

Zhou Q，Xu X，Yu G，etal. 2010. Width distribution of surface ruptures associated with the Wenchuan earthquake: Implication for the setback zone of the seismogenic faults in postquake reconstruction [J]. BSSA，100(5B)，2660—2668. doi: 10.1785/0120090293.

Zielke O，Arrowsmith J R，Ludwig L G，etal. 2010. Slip in the 1857 and earlier large earthquakes along the Carrizo Plain，San Andreas Fault [J]. Science，327(5969): 1119—1122. doi: 10.1126/science.1182781.

DISCUSSION ON ISSUES ASSOCIATED WITH SETBACK DISTANCE FROM ACTIVE FAULT

XU Xi-wei1)GUO Ting-ting2)LIU Shao-zhuo1)YU Gui-hua1)CHEN Gui-hua1)WU Xi-yan1)

1)InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China2)EarthquakeAdministrationofShangdongProvince，Jinan250014，China

“Living with disaster” is an objective reality that human must face especially in China. A large number of earthquake case studies，such as the 2008 Wenchuan earthquake，2010 Yushu earthquake，2014 Ludian earthquake，have demonstrated that earthquake heavy damage and casualties stem from ground-faulting or rupturing along seismogenic active fault，near-fault high ground accelerations and building catastrophic structural failure. Accordingly，avoidance of active faults may be an important measure to effectively reduce earthquake hazard，which may encounter in the future，but how to avoid an active fault and how much a setback distance from the active fault is required to ensure that the ground faulting and rupturing has no any direct impact on buildings. This has been the focus of debate both for domestic and foreign scholars. This paper，first of all，introduces the definition of active fault. Then，quantitative analyses are done of the high localization of earthquake surface ruptures and relationship between the localized feature of the coseismic surface ruptures and building damages associated with the measured widths of the historical earthquake surface rupture zones，and an average sstatistic width is obtained to be 30m both for the earthquake surface rupture zones and heavy damage zones along the seismogenic fault. Besides，the widths of the surface rupture zones and spatial distribution of the building damages of the 1999 Chi-Chi earthquake and 2008 Wenchuan earthquake have also been analyzed to reveal a hanging-wall effect: Width of surface rupture zone or building damage zone on the hanging-wall is 2 or 3 times wider than that on its foot-wall for a dip-slip fault. Based on these latest knowledge learnt above，issues on avoidance object，minimum setback distance，location requirement of active fault for avoidance，and anti-faulting design for buildings in the surface rupture zone are further discussed. Finally，we call for national and local legislatures to accelerate the legislation for active fault survey and avoidance to normalize fault hazard zoning for general land-use planning and building construction. This preventive measure is significantly important to improve our capability of earthquake disaster reduction.

active fault，earthquake surface rupture zone，avoidance of active fault，minimum setback distance

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.03.001

2016-08-18收稿，2016-08-31改回。

國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃(91214201)資助。

P315.2

A

0253-4967(2016)03-0477-26

徐錫偉，男，1962年生，研究員，主要從事活動(dòng)構(gòu)造長期運(yùn)動(dòng)習(xí)性與地震研究，電話： 010-62009025，E-mail: xiweixu@ies.ac.cn。