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。     

河北平原地裂缝形成与防治

河北平原从20世纪80年代开始至今，出现大量地裂缝，使建筑物和道路交通遭受破坏，人民生活受到干扰，给国家和地方造成了一定的经济损失，直接威胁着工农业生产和人民生活。笔者在广泛调查基础上，总结出三种成因类型有：地动型、潜蚀型、胀缩型，揭示了不同类型地裂缝发生与发展的规律,有针对性的提出了防治对策。     

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。     

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.     

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。      

表水侵蚀地裂缝物理模型试验研究

地表水入渗侵蚀是地裂缝出露地表的一个重要诱发因素。肯尼亚裂谷区因其特殊的构造环境背景,降雨侵蚀地裂缝极其发育。本文以东非肯尼亚裂谷地裂缝为原型,建立了降雨侵蚀条件下隐伏岩土体破裂扩展出露地表的地质模型,通过物理模型试验揭示了地裂缝发育过程中土体内部水力侵蚀破坏的演化规律。试验结果表明：(1)表水侵蚀地裂缝可将其破裂扩展过程分为3个阶段：均匀入渗阶段,侵蚀掏空阶段、塌陷致灾阶段。(2)隐伏岩土体破裂的影响区域是表水入渗的优势通道,该区域水力侵蚀强烈。(3)当侵蚀塌陷形成时,土体内部含水率和孔隙水压力出现同步的陡变。土体内部含水率的突变反映了裂隙的发育以及局部塌陷的形成,从而可以揭示土体内部侵蚀塌陷的进程。此次基于表水入渗的物理模型试验研究可为地裂缝的监测防控提供科学理论支撑。     

西安地裂缝活动机理新解

地裂缝活动对西安的城市建设及工业生产造成巨大损失,研究其活动机制对地裂缝灾害的防治具有重要意义.已有的研究大都认为过量抽取地下水引起的含水层垂向固结变形的差异变形是引起目前西安地裂缝剧烈活动的主要原因[1-4],但对差异变形产生的原因则解释不一.在分析地层水平方向、垂直方向的压缩试验结果及西安地裂缝与地面沉降活动现象的基础上,利用含水层水平固结变形对西安地裂缝的超常活动进行了合理的解释和分析.     

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。     

霍州矿区地裂缝形成机理及防治措施研究

以霍州市地裂缝分布区的地质环境背景条件为基础,分析近年来煤炭开采与地裂缝地质灾害之间的关系,得出煤炭长期开采所形成的采空区是地裂缝形成的主要原因,雨水的冲蚀、地下水的疏干加速了地裂缝的扩展。通过对采空区分类、采空区地裂缝分布特征与形成机理的系统分析,确定该地区地裂缝具有非构造属性,并据此提出切实可行的防治对策。研究结果可为当地环境条件的改善、地质灾害的治理提供依据。     

北京某机场地裂缝地质灾害成因与防控

北京首都国际机场T2航站楼已建成使用十余年了,近几年发现Z2-Z3-F;区域内出现了地裂缝,地裂缝造成道面起伏不平,已影响到了T2航站楼的正常使用。为查明本条地裂缝的特征、成因,为地裂缝地质灾害的防控提供依据,本文通过对有关文献和勘察资料的搜集汇总,结合现场踏勘、综合物探方法、道面位移监测成果,从区域特定的地质环境背景出发,对本条地裂缝的主要特征进行了研究,系统分析了地裂缝地质灾害的成因机制,即区域地质构造活动是造成该段地裂缝产生和发展的最主要的成因,指出采用工程措施从根本上治理本条地裂缝地质灾害是不可行的、不经济的,并据此提出了采用物联网技术等新型综合监测措施防治地裂缝地质灾害,为今后地裂缝地质灾害的治理提供了有益的借鉴。     

汾渭盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题

汾渭盆地是我国地裂缝发育最强烈的地区,地裂缝类型多样,成因复杂。本文概述了汾渭盆地地裂缝的分布规律,分析了目前汾渭盆地地裂缝成因研究中存在的主要问题,重点围绕构造型地裂缝的成因问题,提出如下研究思路:通过多学科联合手段,重点研究汾渭盆地地裂缝灾害的分布规律及其与活动构造的分布关系与成生联系,建立构造地裂缝的地质结构模型;将现代物理数值模拟技术与高精度观测技术相结合,分析研究构造活动启动地裂缝灾害的力学机理以及构造作用与抽水作用耦合致裂机理;以GPS观测资料为约束,将汾渭盆地地裂缝的成生与青藏、华北大陆变形的动力学过程联系起来,研究该区地裂缝与现今中国大陆动力学的内在联系,揭示大陆驱动力产生地质灾害的动力学机制与模式。     

地裂缝与斜交地铁隧道动力相互作用试验研究

通过进行地裂缝与斜交地铁隧道的物理模型试验,研究地铁列车荷载作用下地裂缝与斜交马蹄形地铁隧道的动力相互作用特性。试验结果表明:地铁行驶产生的振动在土层中各个方向传播时会有不同程度的衰减,地裂缝对地铁振动具有阻隔作用;地裂缝附近隧道下方土层的振动要比上部土层强烈;地铁隧道的拱底部位相比拱腰和拱顶部位振动响应更强烈。地裂缝未活动时,隧道底部与土体的接触附加压力较大;地裂缝上盘下降时,位于地裂缝附近的下盘隧道底部和上盘隧道顶部与土体的接触附加压力较大。地裂缝未活动时,激振作用产生的隧道顶部和底部的附加应变均较小;地裂缝上盘下降后,位于上盘的隧道顶部和位于下盘的隧道底部产生负的附加应变,位于下盘的隧道顶部和位于上盘的隧道底部产生正的附加应变,且随上盘下降量的增大,附加应变逐渐变大。     

渗透变形引起的西安地面沉降地裂缝研究初探

西安地区地裂缝成因有构造说、地下水过量开采说和综合说。通过关中城市群地质环境监测网建设,对西安鱼化寨地面沉降和地裂缝的最新调查发现,自备井附近管涌流砂现象普遍,是引起地面沉降地裂缝主要原因。认为超大的水力坡度产生的渗透力引起渗透变形,渗透变形造成潜蚀涌砂,进一步使部分含水层骨架压密变形,部分疏干形成复合层,弱透水层释水变薄压密,成为引起地面沉降和地裂缝的主要因素,并系统总结渗透变形引起的地面沉降地裂缝发展模式。研究成果为西安地区地面沉降地裂缝的发育机理提供了新思路,进一步明确了地面沉降地裂缝的防控方向。     

跨地裂缝墙体开裂形态分析

应用非线性有限元法对跨地裂缝的墙体开裂形态进行了分析,确定出了具有三维活动性的地裂缝垂直穿越墙基时,墙体出现裂缝的位置、倾向、倾角和后期的发展状况,以及随沉降量与张开量比值变化的规律。结果表明:地裂缝垂直穿越围墙时,墙体上出现的裂缝一般有两种形式:一是位于地裂缝下盘的墙顶竖直裂缝,二是出现在地裂缝正上方墙体底部的斜裂缝;当地裂缝两盘的土体活动以水平拉张为主时,墙体底部出现的斜裂缝以高角度向上扩展,当地裂缝两盘的土体活动以差异沉降为主时,墙体底部出现的斜裂缝则以较缓的角度向上扩展,倾向与地裂缝相反;只要地裂缝的上下盘土体有微小的错动,一般2～3mm时,就会引起墙体的破裂,且墙体裂缝扩展迅速,几个毫米的错动量,就能使墙体裂缝扩展数十厘米,甚至贯通整个墙体;墙体斜裂缝在产生初期较为平直,随着裂缝的迅速扩展,端部稍向下弯曲,倾角减缓,整体呈弧弯状。     

某地裂缝成因及防治措施

地裂缝按其成因类型分构造裂缝和非构造裂缝,地裂缝是某地最大的地表地质灾害,至今为止,已发现了5条地裂缝,它们均为活动裂缝,而且给当地人民造成很大的灾害,笔者通过某地裂缝的现场多次调研,对裂缝的特征有了一定了解,在此基础上对其成因进行了初步研究,并提出了相应的处理措施,该裂缝的发展及其危害已引起了当地的高度重视.     

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。     

地裂缝及其灾害研究的新进展

已查明我国 2 6个省市出现具一定规模的地裂缝 1 0 0 3处 ,60 0 0多条。其中 80 %是构造地裂缝 ,它们是地壳浅表层破裂。区域地裂缝与强震区分布一致 ,活跃期也相吻合 ,它们是同一构造应力场作用的不同构造现象 ,区域地裂缝释放地壳应变能远超过同期强震能量释放的总和。作为动力源的地裂缝活动使同期地质体发生位移产生形变场和应力场 ,并通过地基使建筑物结构等失稳失效破坏成灾 ,估算全国地裂缝造成的损失为 91 .2亿元 ,其中华北区损失占 70 %。地裂缝已构成一个新的独立的灾种。     

西安地裂缝场地地震效应分析

地裂缝是由内、外营力以及人类活动等因素的作用引致发生的一种地面破坏现象。在这种不良的地质条件下,必然会对场地的地震响应带来一定程度的影响。针对地裂缝场地地震效应研究和工程评价的不足,采用有限元法研究了地震荷载作用下,地裂缝对场地地震动效应的影响问题。分析得出了地裂缝对场地地表水平峰值加速度及反应谱的影响特征和影响范围,为地裂缝场地工程结构的抗震设防和地裂缝灾害避让提供了新的参考。