耦合型地裂缝活动特征与成因机制模拟研究——以北京宋庄地裂缝为例

以北京通州区宋庄地裂缝为原型，研究以断裂活动和抽水为主要诱因的耦合型地裂缝的发育活动特征和成因机制，揭示了不同位错量和水位下降量引发的地层位移场和应力场的变化特征。通过实地踏勘，阐明了地裂缝造成的地表平面及地层剖面的破坏现象；运用有限差分法模拟研究了断层错动和抽水2种工况下的模型地层的变化响应过程，最后讨论了该类型地裂缝与各诱因之间的关系。结果表明：（1）该类型地裂缝具有三维活动等特点，一般造成浅表地层及墙体的水平张开量为0.3～1.2 cm，深部地层的垂直位错量随埋深而逐渐增大；（2）断裂活动引起的应力变化在裂缝发育区集中，并造成上盘地层出现明显的竖向位移，裂缝区地层出现较大的剪切牵引变形，且其两侧的竖向位移差异量最大；断层位错量的增加造成隐伏裂缝向上逐渐延伸扩展，并在上盘浅表层引发次级裂缝，致使地裂缝整体呈具有一定宽度的带状展布；（3）地下水位下降对地裂缝的竖向延伸和水平扩张均有加剧作用，裂缝两侧地表产生持续的沉降响应，并导致沉降漏斗中心成为地裂缝集中发育区，且该处的模型地层沉降量也最大，为10.2 cm，上盘地层的沉降范围宽度约38 m，下盘约16 m;(4)该类型地裂缝受断裂控...