陕北微波工程府谷站地裂缝成因探讨

本文对陕北微波工程府谷邮电微波站(下简称府谷站)地裂缝形成的地质背景、地裂缝发育特征及成因进行了分析。认为它的形成与采矿活动有关,地震波的参与仅是其诱发因素。最后讨论了其发展趋势及地基工程地质勘察的重要性。     

高铁路基正交跨越地裂缝带动力响应数值分析

本文以大西客运专线高速铁路正交跨越地裂缝带为研究对象,基于有限元数值方法建立了高速铁路地基-地裂缝-路堤动力计算模型,模拟分析了高速列车荷载作用下有、无地裂缝带天然地基上路基的动力响应差异特征及影响规律。计算结果表明:列车荷载作用下无地裂缝带场地,路基动位移、加速度和动应力响应基本平稳,没有明显差异现象;而地裂缝带场地路基动位移、路堤本体内加速度均表现为上盘增大、下盘减小,垂直于线路走向路基动位移、加速度幅值衰减下盘大于上盘,地裂缝对加速度影响的临界深度约为地表以下15 m;地裂缝的存在引起其上盘路基出现动应力降低和下盘动应力增强现象,地裂缝场地沿深度方向路基动应力影响的临界深度为地表以下10 m。上述研究结果可为我国地裂缝发育区高速铁路建设与防灾减灾提供科学依据。     

犹他州Iron县Escalante沙漠南部Escalante山谷地裂缝的成因与范围

犹他州地质调查局对犹他州西南部Escalante山谷内的5个地裂缝进行了勘查。2005年1月8—12日，在Escalante山谷突降一场强冬季暴风雪（可引起洪水）后，Escalant山谷内出现了地裂缝。洪水的渗透和层状冲刷（或片冲作用）扩大了地裂缝的范围。这些地裂缝长约100米（330英尺）至400米（1300公尺），而且在Beryl Junction地区中部形成了一个不连续的长9千米的裂缝带（一般向北部延伸）。在某些位置，洪水侵蚀了裂缝并形成宽3米、深2米的冲沟。据当地居民描述，在洪水泛滥期间，洪水源源不断地流入地裂缝（持续时间1天或几天），并在地裂缝上部形成旋涡。布格重力数据显示，Escalante山谷是一个沉积物充填的盆地（以下简称充填盆地），其最深位置正好位于Beryl Junetion东部。Escalante山谷也是一个农业耕作区，自20世纪20年代起开始从充填盆地含水层抽取地下水。监测结果表明，自从20世纪40年代以来，Escalante山谷的地下水位开始稳定下降。近年来，由于干旱，Escalante山谷地下水位的下降速率不断增加。Beryl Junction南部地区地下水位的下降速率最大。调查结果显示，地裂缝的物理特性类似于在其他西部地区（由地下水开采和水位下降引起）形成的裂缝。这些地裂缝长与宽的比值（长宽比）较大，且大多数地裂缝是线性结构，可以在多种地层中出现并能够延伸相当大的距离。基于流入地裂缝的洪水总量，地裂缝的深度能够延伸至更大范围（甚至达到地下水位）。沉积层（含粘土）范围内的能够产生不同裂纹特征的地裂缝（例如干缩裂缝、水压实或地表断层）的其他可能的成因是震级较大的地震（大于6．5级）。此外，对Escalante山谷地面进行的高分辨率GPS勘查结果显示，在1941年-1972年期间，Beryl Junction中部地区的地面局部下沉4英尺（1．2米），在该地区（Beryl Junction中部地区）地下水位的下降速率最大。基于现有的数据得出，Escalante山谷地裂缝形成的域合理的解释是地下水开采。地下水开采能够引起地下水位明显下降、Escalante山谷含水层细粒单元永久的压实，以及Beryl Junction附近地区的地面沉降。经推断得出，Escalante山谷内的地裂缝是Esealante山谷西部不同含水层压实的差异引起的Escalante山谷内含水层（存在水平张力）的表面下沉。为了更好地了解其他地裂缝的成因和未来可能的范围，建议进行以下研究：（1）干涉雷达法确定Escalante山谷的地面沉降；（2）对Escalante山谷进行更详细地地质和水文地质勘查，来确定其与地裂缝形成之间的关系：（3）对其他地裂缝进行勘查和（4）对山谷内水井套管和井口变形进行全面分析。     

东非肯尼亚裂谷活动断层型地裂缝变形特征与机理研究

2018年雨季期间,东非裂谷肯尼亚段地表突然出现一条7～8 km长的巨大地裂缝,该裂缝直接导致连接肯尼亚东西区域的主干道B3公路的毁坏(以下称为B3地裂缝),而作为我国“一带一路”倡议的重点项目“内罗毕至马拉巴标准轨铁路”仅距离该裂缝几公里,科学解释地裂缝的形成机理是铁路工程设施安全运营的重要保障。本文对该地裂缝的空间展布和形成机理进行研究,利用遥感影像详细解译了地裂缝空间位置,通过无人机航拍测绘建立了裂缝带高分辨率数值高程模型,在此基础上详细测量了地裂缝两侧地表垂向位移、地裂缝宽度和深度等指标。通过野外调查发现地裂缝发育在裂谷东边界F₄活动断层之上,其空间位置受F₄断层控制,地裂缝垂向剖面显示全新世沉积物有明显断错,且有多条破裂结构面贯穿其中：地裂缝下部火山碎屑岩层有明显拉张裂隙,这成为雨季期间地表水垂向下渗的通道,使浅表部松散沉积物向下运移。同时,裂谷区发育的南北向断层系统是雨季期间地下水横向流动的主要通道,这些过程导致地下水径流在雨季期间会不断潜蚀下部的土层,致使地表物质不断向下搬运,从而造成地表大规模开裂和塌陷,形成裂谷区受活动断层空...     

渭河盆地安仁镇地裂缝基本特征与成因分析

2016年野外地质调查发现渭河盆地东北侧安仁镇发育48条地裂缝,造成沿线房屋墙体开裂、道路错断和农田变形龟裂等,并严重威胁大西高铁安全运营。通过详细的地质调查和地质测绘发现其均位于地貌分界线两侧并发育在双泉-临猗断裂上盘,地裂缝走向为NE60°~80°,按发育位置可将其划分为5组地裂缝。选取典型地裂缝为研究对象,利用槽探和工程地质钻探揭示了地裂缝的剖面结构特征,发现地裂缝导致浅部土体破裂严重,地裂缝错断两侧地层且位错量随深度增加而增加,表现出同沉积断层的性质。在此基础上,对比西安地裂缝并详细分析了安仁镇地裂缝的成因机理,发现构造断裂、地震活动和表水潜蚀是地裂缝形成的主要因素。安仁镇地裂缝成因机理可概化为:构造控缝、地震启缝和表水扩缝。     

北京市地裂缝分布与发育规律

近30年来,北京市人口急剧增多,城市快速扩张,地下水的抽取量逐年加大,地面沉降加剧,形成沉降中心,地裂缝活动性显著加强,成为制约城市发展规划的重要地质问题。目前,对于北京市地裂缝的认识仍然局限在针对单独场地的单一地裂缝的调查评价,缺乏对地裂缝区域性规律的认识。本文通过对有关文献和勘察资料的搜集汇总,结合现场调研,发现北京市地裂缝具有明显的地域性特征,大部分地裂缝的发育与深部断裂带的关系密切。据此我们依据断裂带与地裂缝的关系将北京地裂缝划分为6个区,对各区域内地裂缝的分布、产状、延伸以及破坏现象等特征进行了归纳,在此基础上对其成因做了简要分析,并对后续地裂缝研究工作的开展提出了建议。     

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。     

干湿循环对地裂缝带黄土抗剪强度影响研究

为研究长期干湿循环作用对地裂缝带及其附近黄土强度的影响,以西安地裂缝场地典型黄土试样为研究对象,通过室内试验方法（主要为直接剪切实验）,研究地裂缝带黄土试样在干湿循环作用下不同含水率的抗剪强度参数及其强度衰减特性,提出了地裂缝带黄土衰减强度的求取方法,研究表明:（1）干湿循环作用下,地裂缝带黄土抗剪强度随着干湿循环次数及含水率的增加而逐渐减小,1次干湿循环或大于18%含水率对抗剪强度参数影响明显;（2）1次干湿循环作用其强度衰减最为明显,随着干湿循环次数的增加而增加且增幅逐渐下降;（3）1次干湿循环作用下其强度随含水率衰减最为明显,随着含水率的增加其逐渐减小,且在12%以下含水率时其强度衰减较高,大于12%含水率时强度衰减较小。     

中国“采水型”地裂缝特征和成因分析

过量开采地下水诱发的地裂缝("采水型"地裂缝)灾害对社会造成严重损失,受到人们普遍关注。近几十年来,国内外学者对其成因机制进行了大量研究,取得了丰硕成果。本文系统分析了前人的研究成果,归纳出"采水型"地裂缝的差异沉降成因、拉张性水平应变成因和四种成因模式;然后针对中国三个典型的"采水型"地裂缝发育区,即汾渭盆地、华北平原、苏锡常地区,阐述了各地地裂缝分布、发育特征和成因机理,并选择典型地段地裂缝进行成因分析,认为汾渭盆地和华北平原地区部分地裂缝属于"先期断层模式",而苏锡常地区地裂缝总体属于"基岩起伏模式",并阐述了该模式下导致地裂缝发育的差异性变形、水平应变作用机理。     

港仔地裂缝——雷州半岛西部一条纵贯晚全新世砂堤地裂缝的发现

港仔地裂缝发生于新生代以来强烈活动的琼雷凹陷北部雷州半岛的西海岸,沿构造带展布,形成于凸起和凹陷交界地区。地裂缝局部纵贯沿海岸展布的晚全新世砂堤,切过中更新世火山岩及其风化土和全新世海成阶地。根据其展布区的构造、地形地貌和形成特征,并与近几十年雷州半岛大量发生的地裂缝比较,认为港仔地裂缝可能属构造蠕变地裂缝。该地裂缝揭示了被纵贯砂堤的沉积学特征和形成于巨砾海滩和高能海浪下的古环境。砂堤上部约海拔5m砂堤岩取样¹⁴C测年为1360±60aB.P.,结合雷州半岛西海岸、西南海岸其他抬升特征,推测该地裂缝是在晚全新世该地海岸抬升或抬升后形成的。     

山西清徐县地裂缝灾害现状及类型分析

研究了山西省清徐县平泉村武家坡村地裂缝地质灾害的现状和主要特征。清徐县平泉村至武家坡村等7个村庄自2002年春天出现地裂缝以来,其灾害呈现日趋加重的趋势,给当地村民的生产及生活带来了极大影响。经过对平泉村至武家坡村地裂缝的现场实地调查,认为清徐县平泉村-武家坡村地裂缝的分布情况复杂,影响带的宽度从3m左右到100多米不等,凡位于地裂缝带内的大部分建筑物都遭到了破坏。地裂缝带内的地面变形形式有陡降型和缓降型两类,其中位于陡降型变形带上的建筑物破坏最为严重。地裂缝引起建筑物的破坏主要有墙体开裂、地面倾斜、地基下沉、楼梯断裂、门窗变形等多种形式。清徐地裂缝目前仍处于活动阶段,这种活动趋势还将持续一段时间,建议地裂缝带内的村民应尽快搬迁,并限制其在地裂缝带内的工程活动,以免造成更大的损失。     

邢台市隆尧地裂缝发育特征及成因分析

隆尧地裂缝在华北地区是典型表生灾害,不仅对地表造成了潜蚀、塌陷、张裂、错断、龟裂等地质灾害,而且给当地的农业生产、工程建设、人民生活造成严重经济损失。为揭示其成因,本文利用地质调查、监测与测量、槽探、物理勘探等方法,主要研究了隆尧地裂缝的发育特征,包括平面、剖面、深部、活动4个方面,总结了地裂缝的发育规律,最后从孕裂环境、启裂条件、破裂过程等3个方面对其成因展开分析。通过研究,本文认为:(1)隆尧地裂缝出露于十余个村镇达30km,分别向NWW、NEE方向延伸,与隆尧断裂高度一致; 其活动时间具有周期特征,可分为开启-闭合-缓变-骤变等4个时期。(2)隆尧地裂缝受控于隆尧断裂,区域内的深部构造、断裂构造、构造地貌等条件为地裂缝的形成提供了孕裂环境。孕裂过程经历了应力积累、破碎带形成2个时期。(3)断裂活动是开裂的动力基础,地下水抽采、地表水入渗是开裂的重要因素。(4)隆尧地裂缝的开裂过程具有时间和空间上的不均性。从目前的勘察和研究情况来看,隆尧地裂缝活动正处于活跃期。     

华北太行山前平原潜蚀型地裂缝发育特征——以保定新乡村地裂缝为例

为揭示华北太行山前倾斜平原地裂缝成因,本文通过对典型山前平原典型潜蚀型地裂缝分布区进行地球物理勘查和工程地质调查,对资料进行地质解释,联系华北盆地构造特点和新构造运动以来华北断陷的活动背景,结合地裂缝的工程地质性质和地表及以下深部延伸发育情况,分析了徐水县地裂缝的成因及主要控制因素,研究水文地质条件如地表水渗漏、冲刷、地下水径流、溶蚀及潜蚀作用对地裂缝形成的影响。分析认为太行山前倾斜平原地裂缝以非构造类型为主。主要因素是地下水的潜蚀作用,其次天气干旱、超采地下水造成地下水位大幅下降,土体干缩,形成裂缝。通过探讨华北平原地裂缝的形成机理,梳理总结华北太行山前平原潜蚀型地裂缝发育特征。     

太原盆地地裂缝形成机理分析

太原盆地是我国近年来地裂缝灾害最为活跃的地区之一,其成因受多种因子控制。研究以区域地质环境背景条件为基础,系统地分析区内地裂缝的时空分布规律。然后从地裂缝的时空分布规律出发,以主要影响因素为标准,将区内地裂缝分成采空塌陷成因地裂缝、地下水超采成因地裂缝及断裂活动成因地裂缝三种类型。在此基础上系统地分析各成因地裂缝的形成机制,并提出切实可行的防治对策。     

河北平原典型地裂缝场地动力响应特征研究

河北平原地裂缝分布广泛、致灾严重,给当地工程建设和人民生活造成了严重影响。目前对于河北平原地裂缝的研究主要是发育特征、成因机理以及分布等方面,对该区域场地动力特性的研究不足。为讨论河北平原地裂缝对场地动力响应的影响,分别选取该地区具有代表性的地裂缝(高丽营地裂缝和隆尧地裂缝(构造成因)、大名地裂缝(古河道成因)、唐山地裂缝(地震成因))进行野外地脉动测试,并通过傅里叶谱分析、反应谱分析和Arias烈度分析,揭示了不同类型地裂缝场地的动力响应特征。结果表明,地裂缝对场地卓越频率和卓越周期的影响较小,但对场地动力响应强度的影响较大。在地裂缝附近区域具有放大效应,上盘放大倍数达到2.2~2.7,下盘放大倍数达到1.7~2.4,并随着与地裂缝距离的增大逐渐衰减,一定距离后趋于平稳,且活动性更强的上盘的放大效应更明显。不同类型地裂缝对场地动力响应的影响趋势基本一致,但影响范围不同:构造地裂缝场地的放大效应影响范围最大,约24 m,地震地裂缝次之,约22 m,古河道地裂缝最小,约20 m。综合考虑河北平原地裂缝对场地影响范围:上盘约24 m,下盘约20 m。场地放大效应及其影响范围可以为河北平原地裂缝场地工程结构的合理抗震设防提供依据。      

西安地裂缝发展趋势预测及防治对策

本文依据对地裂缝的监测资料并结合地震及地面沉降等多方面研究成果,提出了西安地裂缝发展具有三个活动周期:Ⅰ级活动周期400～700年,Ⅱ级活动周期20～22年,Ⅲ级活动周期为一年,当前正值地裂缝活动高潮期。文中又据地裂缝的垂直活动速率及其对建筑物的破坏程度对地裂缝活动强度进行了分级,并提出减轻地裂缝危害的防治对策,这对西安市的城市建设和规划将具有一定的参考价值。     

逆断层地裂缝在黄土中破裂扩展的数值模拟

隐伏地裂缝在黄土中的扩展机理,其影响的范围、程度等问题,都是城市工作者所广泛关注和亟待解决的重要问题。为了研究黄土中逆断层地裂缝的扩展机理和扩展特征,参照正断层大型物理模型试验,利用数值模拟的方法,建立了三维数值分析模型,进行了黄土中逆断层的扩展机理研究。研究表明,隐伏逆断层地裂缝活动时,在地裂缝的上端,土体单元受到拉、压、剪的共同作用,裂缝很快被贯通,因而在其上端形成了破裂区,但向两侧的扩展有限;地裂缝的下盘在地裂缝活动时,受到的影响较小,即逆断层主要影响地裂缝的上盘,而对下盘影响甚微;同时,逆断层的影响范围和深度都明显小于正断层。由此可见,逆断层地裂缝活动特征明显区别于正断层,在黄土中的扩展有其独特之处。      

综合物探方法在机场滑行道地裂缝探测中的应用

地裂缝是地质灾害中地面变形灾害之一,其发生频率和灾害程度逐年加剧。本文依托机场滑行道地裂缝现状,应用地质雷达探测与高密度地震映像勘探相结合的探测方法,综合研究分析地裂缝的发育特征,为地裂缝灾害的治理提供依据。     

渭河盆地地裂缝发育基本特征

渭河盆地由于其特殊的地质环境,是地裂缝发育较多的地区。本文在渭河盆地地裂缝详细调查的基础上,简要论述了地裂缝的分布概况,详细研究了渭河盆地地裂缝的发育基本特征,并初步探讨了地裂缝的成因。渭河盆地196条地裂缝大都密集分布在断层近侧,与断层走向有明显的一致性和相关性。地裂缝基本特征主要是形态特征和空间分布。地裂缝平面形态有直线、S型和锯齿状;剖面形态为上宽下窄,并逐渐消失;倾角较陡。地裂缝空间分布上有方向性、开启性和网络性。渭河盆地地裂缝主要是构造地裂缝,受构造断裂控制;地下水、地表水、采空和黄土湿陷性只是诱导因素。     

西安地裂缝地段浅埋暗挖地铁隧道施工沉降规律

地裂缝是西安市最典型的地质灾害之一,地裂缝地段地铁隧道施工引起地层及地表沉降是较为突出的工程地质和岩土工程问题。文章以西安地铁六号线浅埋暗挖隧道穿过f8地裂缝为工程背景,基于有限元数值模拟,对地裂缝地段交叉中隔墙法(CRD工法)暗挖施工引起的地表沉降和隧道变形进行了分析。结果表明:暗挖施工引起的地表沉降随开挖进尺呈反S型曲线变化特征,地裂缝带上盘的开挖进尺影响范围大于下盘;隧道中心线地表沉降在地裂缝带出现错台且靠近上盘5 m处出现集中沉降区;地裂缝地段隧道暗挖施工对地表的影响区范围约为80 m即上盘约45 m、下盘约35 m,在此范围应考虑暗挖施工对附近地表建(构)筑物的影响;开挖过程中地裂缝带上盘沉降过程变长且大于下盘;地表横向变形曲线符合高斯分布,上盘沉降大于下盘,在上盘靠近地裂缝位置处地表沉降槽宽度、沉降量明显增大;距地裂缝带5 m处上盘拱顶出现最大沉降,其值为25 mm,而在地裂缝位置处拱底出现27 mm的隆起变形,拱顶和拱底变形在地裂缝带附近出现错台;地裂缝带隧道暗挖施工对拱顶、拱底影响区范围分别为50 m和55 m,靠近上盘地裂缝位置附近隧道暗挖施工衬砌应及时支护,防止土体塌落与隧道变形。研究结果可为西安地铁隧道穿越地裂缝带暗挖施工提供科学依据和技术指导。