陕西省主要煤矿区地面塌陷表现形式及其遥感响应

煤炭资源的开采引发的地面塌陷,已成为制约矿区可持续发展的重要因素。陕西省主要煤矿区地面塌陷问题严重,且随着煤炭生产规模的扩大呈现更加严重的趋势。其主要表现形式有：塌陷盆地、塌陷坑、地裂缝、滑坡、崩塌等,并引发地形地貌、植被变化及居民点变迁等。针对陕西省主要煤矿区开发状况及地面塌陷表现形式,对地面塌陷形成的地质灾害遥感响应特征进行了分析,认为利用遥感图像可以有效识别塌陷坑、地裂缝、崩塌等直接标志及地貌变化、居民地变迁、植被变化等间接标志,并以此确定地面塌陷的范围;利用多时相遥感资料对比能够获得塌陷区动态变化信息,为研究矿区塌陷规律及灾害防治提供科学依据。     

河北平原地裂缝分布特征及成因机制研究

河北平原是地裂缝地质灾害较发育的地区。通过河北平原地裂缝地质灾害时空分布规律研究,对河北平原地裂缝形成的主要因素及成因机制进行了研究。河北平原地裂缝主要分布在山前冲洪积扇裙区,发育在全新世地层中。地裂缝地质灾害平面形态上可分为直线型、雁列型、锯齿型、折线型和弯曲形。地裂缝地质灾害空间分布上有方向性、群集性和系统性。河北平原地裂缝分布范围呈逐渐扩大的趋势;分布区域从时间上呈逐渐由南向北扩展之势。河北平原从时间上地裂缝发育条数和发育长度随时间各有不同特点。导致河北平原地裂缝发生的主要因素有地震构造、地下水超采和地面塌陷。     

天津宝坻县隐伏岩溶区地下水开发与地裂缝成生关系研究

在调查分析地裂缝时空分布特征的基础上,研究地裂活动与区内水文地质条件、地下水开采过程的关系,认为过量开采奥灰水是产生地裂缝的主导因素。随着水位下降,盖层介质固结压密作用是导致地面压缩变形乃至地裂缝发生的直接原因。地下水系统结构特征以及固结压密作用的物质基础———松散盖层的厚度、岩性,是构成地面不均匀沉降的充要条件。当这种不均匀变形程度足以使土体连续性破坏时,则地裂缝便在沉降区应力集中的部位发生。     

贵阳市朱昌镇麦乃村地质灾害初析

根据实地调查资料和分析研究认为,乌当区朱昌镇乃村发生房屋开裂、地裂缝及地面塌陷等地质灾害,主要原因是地下采煤活动及抽取深层地下水引发,乃人为过度开发活动引起的地质灾害,危及村民的生命财产安全。建议采用避让搬迁措施。     

青海省北部重点成矿带与矿集区矿山地质环境遥感监测研究

为了查明青海省重点成矿带与矿集区矿山地质环境的现状及变化趋势,利用DEM和IKO-NOS、QUICKBIRD、WORLDVIEW-2、SPOT-5等卫星遥感解译资料对该地区的矿山地质环境进行了研究。结果表明,盐湖矿产开发占地面积最大,其次为煤矿,且煤矿区和盐湖矿区占地面积扩展迅速。矿山开发所引发的地质灾害(隐患)集中分布于煤矿开采区,主要表现为塌陷坑、地裂缝、崩塌(隐患)、泥石流(隐患)和地面塌陷区(隐患)等。环境污染主要表现为水体污染、粉尘污染和尾矿污染,而尾矿污染较为突出。     

河北平原地裂缝分布特征及成因分析

以大量实地调查和资料收集为基础,论述了河北平原地裂缝发育现状及分布特征,总结了地裂缝时空分布规律和形成的主要影响因素。河北平原地裂缝分布普遍,其活动具有区域上的成带性与局部地段的相对丛集性,发育由南向北扩展,走向也大多为特定的几个方向,有些地裂缝具有反复活动性。对河北平原地裂缝的成因进行统计分析,其主要包括断层蠕滑地裂缝、地震引发的次生地裂缝、浅层地下水水位下降引起的地裂缝、地层不均匀导致不均匀沉降产生的地裂缝以及岩溶塌陷和采空区塌陷引起的地裂缝等。地裂缝往往是几种因素的综合作用,其中以某一种因素作为主导。对不同的地裂缝进行成因分析,可采取不同的防治应对措施,从而最大限度地减少损失。     

广西来宾小平阳岩溶地裂缝研究

自８０年代以来,广西来宾小平阳地区出现了大量地裂缝,破坏了许多房屋与田地,成为一种主要地质灾害。这些地裂缝产生于岩溶发育区,与岩溶发育密切相关,其发生受土体性质、水、地形地貌、气候等多因素控制,其中浅层地下水的开采是地裂缝发生的重要诱发因素。地裂缝的形成与岩土界面上各种物理、化学作用有关。在阐述土洞形成基础上,建立起地裂缝形成机制的理论概化模型,根据地裂缝形成的土体应力状况,论述了从溶洞、土洞产生到自下而上开裂的地裂缝形成机制      

抚顺市区地裂缝特征及形成机理分析

文章运用遥感、地质、物探、化探、测量、钻探等勘查方法,对抚顺市区地裂缝特征和形成机制进行了系统研究。研究成果表明,抚顺煤田采空区物质亏损引起原始地应力场失衡,原始应力场失衡引发侧向拉伸引力,侧向拉伸引力作用造成断层发生局部活化效应,导致岩石地质体结构发生变化继而引发地裂缝。指出地裂缝是由地质环境条件作为主控因素、采煤工程活动作为诱发因素形成的。研究成果为深刻认识抚顺市区地裂缝成灾机理,预测抚顺市区地裂缝的发展趋势,提供了可资借鉴的理论基础及决策依据。     

浅析某油田地下水石油类污染途径

研究区处于东北某油田区,该油田已有近50年的开发历史。随着对石油需求的不断增加,大量的石油被开采了出来。但是在开采过程中由于对落地原油及开采过程中油田废水的处置不当,致使地下水遭受了污染。因此保护地下水免受进一步污染对当地居民的身体健康和人身安全都是非常必要的。笔者基于研究区水样测试的结果石油类污染物浓度等值线图,发现地下水中石油类污染小范围内呈面状分布外,主要呈点状分布于研究区。通过结合对研究区地质环境、构造背景、地表水流和污染源的大量调查研究,分析得出石油类污染物主要是通过由过量开采地下水引起的地裂缝和新构造断裂引发的地裂缝以及事故性污染到达地下水的。研究区的ZK6号井附近由于长期的超量开采地下水从而改变了地下水流向,在地表则形成了地面沉降并引发了此处的地裂缝,致使此地下水油类的污染非常严重。另外,新构造断裂在北西向、北北东向及东西向3组壳断裂带的基础上继承性运动,致使下伏含油层油气沿裂缝上窜污染上覆含水层,同时在油田地表发育大量的地沟、地裂缝,地表洒落的原油及其他污染物通过这些地裂缝污染含水层。     

河间构造地裂缝应力场二维剖面模型研究

华北平原是我国地裂缝发育较为密集的地区,河北沧州河间地裂缝具有典型构造影响特征。为分析沧州河间地裂缝发育特征、成因机制,通过求解平面应力问题的有限单元方法反演了沧州河间区域构造应力场,确定了最大主应力场和最大剪应力集中区,从而探索分析构造地裂缝的潜在危险区,建立了地裂缝二维剖面模型,计算分析河间地区区域构造应力场及区域应力集中区与地裂缝的对应关系。研究了二维状态下区域构造应力场的总体特征和规律以及活动断裂对地裂缝的成生、扩展和发育分布的控制关系。分析认为,河间地区地裂缝是由下伏基底延展变形及随之产生的断裂活动提供内动力使应力集中区域发育,具有构造型地裂缝的典型发育特征,是河间地裂缝形成及发展的主要因素。     

Monitoring and mechanisms of ground deformation and ground fissures induced by cut-and-fill mining in the Jinchuan Mine 2, China

As an advanced mining technology, cut-and-fill mining was successfully applied in the Jinchuan Nickel Mine over 18 years until the end of 1999 when ground fissures occurred above the ore body. Since the first field investigation of the ground fissures in 2000 and the establishment of GPS monitoring network in 2001, ground deformation and damage has been continuously monitored and researched for the last 10 years. By the end of 2010, the maximum vertical displacement reached 1,720 mm and accompanied by the rapid development of ground fissures. This study considers the effects of large-scale stress adjustment and redistribution, hysteretic backfill, low strength of filling body, unfilled void space, as well as repeated mining activities concurrently caused ground deformation and ground fissures. Besides, the hysteretic mechanisms of ground response relative to the mining operations and the mechanisms of displacement variations are discussed from different perspectives. The results provide invaluable information on designing and building mines with the cut-and-fill method.     

苏锡常地区地裂缝灾害危险性评价与预测

苏锡常地区是我国近年来地裂缝灾害最为活跃的地区之一。作者在深入研究其灾害成因机理和形成过程的基础上 ,提取了基岩面起伏、浅部含水砂层差异、隐伏灰岩、浅部土层结构条件、累计地面沉降量、地面沉降速率和主采层水位共 7个主要影响因素 ,选用层次分析法确定权值 ,建立了苏锡常地裂缝危险性评价模型。以GIS软件Arcinfo为主要工具 ,利用其强大的空间分析功能 ,将各影响因素专题图层按照权重进行多重叠加操作 ,进行了不同时期地裂缝灾害危险性分区评价和发展趋势的预测。目前研究区地裂缝灾害危险性仍在增加 ,常州马杭镇与湖塘镇中间、武进横林镇铁路以北和无锡堰桥镇西北地区危险指数最大 ,是今后几年苏锡常地区防治地裂缝灾害的重点区域。     

先存断裂对抽水沉降及地裂缝活动影响的数值模拟

过度抽取地下水对断层构造型地裂缝的加剧作用是很明显的,但具体的作用机制却很复杂,过去的研究多是简单的定性分析,数值模拟和定量计算少有报道。笔者采用比奥(Biot)固结渗流理论和基于A、B面接触判断的库仑滑动和张裂的接触面单元,对抽水作用下地裂缝的活动进行了数值模拟,初步探讨了抽水活动引发和加剧地裂缝活动的机制。结果表明:抽水作用下抽水井周围水平应力场发生近井区挤压、远井区拉张的变化,当拉张区内的拉应力超过土体抗拉强度时将会出现自上而下的张裂缝;先存断裂的存在将影响应力变化的模式,同时由于断裂的软弱性,使得地层容易沿其发生滑动或拉裂,从而加剧地裂缝的活动;先存断裂对地面沉降和地裂缝具有诱导、隔离和放大的作用。     

河北平原断层蠕滑地裂缝成因分析

从20世纪80年代开始至今,河北平原出现了大量地裂缝,致使建筑物和道路交通遭受破坏,给当地人民生命财产带来了严重危害。断层蠕滑型地裂缝因其延伸长、深度大、破坏严重、防治难度大而更应引起重视,断层蠕滑型地裂缝对河北平原地裂缝的研究及防治具有重要意义。笔者在大量野外调查的基础上,从实地调查的800多条地裂缝中选取了两条典型断层蠕滑型地裂缝——隆尧地裂缝、辛-安-深-饶地裂缝,由物探、槽探等综合勘查手段作为验证,初步分析了该类型地裂缝的成因: 它们受控于断裂活动,区域内的深部构造活动为地裂缝的形成提供了动力基础。地下水、地表水的活动对地裂缝的地表开启及发展有重要的促进作用。     

高原季节性冻土区砂土液化探讨——以阿克陶MS6.7地震为例

2016年11月25日新疆阿克陶县木吉乡发生MS6.7地震,发震构造为公格尔山拉张系北端的木吉断裂,断裂总长度超过100 km,以右旋走滑为主兼有一定的拉张分量。文章在对震区进行了初步的地震地质灾害调查,总结砂土液化和地裂缝在高原季节性冻土地区的分布及发育特点的基础上,发现:1)在研究区Ⅰ维日麻村的砂土液化主要沿原有泉眼或沿地裂缝发育,沿泉眼形成的砂土液化其喷砂锥的覆盖面积达36.1 m2,占总液化面积的60%,研究区Ⅱ布拉克村的砂土液化则主要是沿草甸的根系喷出,在地表形成大面积的最新涌水结冻特征;2)对研究区Ⅱ布拉克村地裂缝的深度进行统计,反演出区域冻土层厚度,结合探槽揭露的地层剖面,推断冻土层发生大面积地裂缝是因为地震引起冻土层下部融土层发生砂土液化导致土层变形失稳,从而使冻土层发生形变产生一系列规律性的地裂缝。     

用数值模拟研究西安地裂缝

本文在分析总结西安地缝基本特征的基础上,采用二维有限元法,对西安地裂缝进行了数值模拟。     

地震作用下地裂缝场地地震动参数试验研究

为研究地裂缝场地地表动力响应规律,以西安f4地裂缝场地为工程背景,采用剪切型模型箱,进行振动台模型试验。分析了地裂缝场地在地震作用下的破坏特征和动力响应,得到了地表地震动参数变化规律。试验结果表明：地震作用下,地裂缝场地的主裂缝在地表开裂、扩展,并在裂缝区产生与其45°相交的次生裂缝,次生裂缝的数量随着地震强度增大而增多;地表地震动参数峰值均表现出上、下盘效应,均在上盘裂缝处最大,逐渐向两侧递减;随着输入地震强度增大,地表加速度及Arias强度放大系数逐渐减小;上盘加速度变化频率较快,且上、下盘两侧加速度峰值存在相位差,但两侧位移及速度时程波形基本一致。该研究成果可为跨地裂缝结构抗震设计提供重要参考。     

太原盆地地裂缝发育规律及防控措施

地裂缝灾害的发生直接影响着太原盆地工农业生产和城镇居民生活,掌握地裂缝的发育规律和成因机理对减少灾害损失显得尤为必要。以地质环境为基础,系统分析了太原盆地地裂缝的发育特征。在此基础上,从主控因素的角度将区内地裂缝划分成采空塌陷成因、地下水超采成因、地震成因、断裂活动成因4种类型。系统分析了各类型地裂缝的力学形成机制,据此提出了防治措施。研究结果可为当地环境条件改善、地质灾害治理提供参考。      

河北平原隆尧地裂缝成因机理与模式研究

隆尧地裂缝是华北平原地区规模最大、活动性最强、灾害程度最为严重的构造地裂缝,但其与断裂之间的成因研究一直缺少系统的证明材料和完整的理论分析,即隆尧地裂缝与断裂之间是怎样的成生关系仍较为模糊。文章根据现场调查、探槽、地球物理探测和钻孔联合剖面等方法,分析了隆尧地裂缝几何运动特点和深部构造特征,探讨了隆尧地裂缝的成因机理和模式。研究结果表明:隆尧地裂缝（主要指西段）的发育位置与隆尧活动断裂基本重合,地裂缝走向近EW,倾向南,倾角60°~80°,南盘相对北盘下降,具正断性;同时,地裂缝面处黏土层中发育擦痕,上盘发育的分支裂缝与主裂缝相交成“y”型,地裂缝上下盘位移差随深度增加;地球物理探测解译隆尧活动断裂上断点埋深40~50 m,钻孔联合剖面揭示隆尧地裂缝向下延伸与隆尧活动断裂上断点吻合。地裂缝发育位置、产状、几何特点、运动特征与物探解译、钻孔联合剖面揭示的隆尧活动断裂一致,因此,隆尧地裂缝与隆尧活动断裂直接相连。根据上述成因理论,提出了构造地裂缝的一种成因模式——断层直剪式,即:在区域应力加强或转变的基础上,基地隐伏断裂开始蠕滑运动,断层面或断层带向地表延伸,切穿第四系岩土层,在地表形成陡坎。并据此分析了隆尧地裂缝的形成、显现和发展过程,为断层直剪式地裂缝成因研究提供理论指导。     

山东省地裂缝灾害的现状及防治对策建议

地裂缝从20世纪中期以来,发生频率及规模逐年加剧,已成为一种区域性的主要地质灾害。目前,山东省内已发现45处较大规模的地裂缝。该文对地裂缝形成特点及危害进行了介绍,分析了山东省已经发生的几次典型的地裂缝灾害,并提出了防治对策建议。