豫北平原地裂缝形成及灾害特征分析

地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象,当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可成为一种地质灾害。本文在野外调查结果的基础上,通过收集资料以及野外现场调查对豫北平原地裂缝整体发育状况、展布特征进行分析,总结地裂缝形成特征,研究认为:豫北平原地裂缝按其成因分为内动力形成的构造地裂缝和外动力作用形成的地裂缝两大类,地裂缝展布特征具有明显的方向性、成带性、区域性等特征,而地裂缝灾害特征具有成带性、多样性、多元性和渐进性等特征。在地裂缝的防治中应遵循避让为主的原则,严禁在地裂缝破坏带及附近影响区域大量抽取地下水,同时应加强点型地裂缝的监测工作。研究结果为地质灾害的预测防治和环境质量评价提供了依据。     

豫北平原地下水开采对环境的影响

在介绍了豫北平原地下水开采的历史与现状的基础上,对开采地下水所带来的环境正负效应进行了分析.豫北平原地下水的开采对环境的影响属于正效应的主要有加快水循环,促进洪水资源化;减弱旱灾影响,保证供水安全;促进水质淡化和土壤改良等;属于负效应的主要有造成泉消失、湿地面积萎缩;地面沉降;加剧地下水水质的污染等.     

豫北平原环境水文地质问题分析

通过对豫北平原地下水的综合调查，发现其环境水文地质问题以区域地下水位下降为主，并又导致了泉水消失、湿地减少、地面沉降和地下水污染等次生环境水文地质问题的发生。在环境水文地质问题形成背景和形成条件综合分析的基础上，认为其产生的根本原因是人为活动尤其是地下水的不合理开采破坏了地下水循环系统的天然均衡状态，其演化模式具双向性。最后，提出了减少和防止豫北平原环境水文地质问题的具体措施。     

豫北平原咸水水文地质特征及开发利用

豫北平原是河南省重要的能源、冶金和纺织等工业基地,也是粮棉油料作物的主要产区。同时,又是水资源较匮乏的地区。但大量咸水(矿化度>1 0g L)资源得不到开发利用,且广泛分布的咸水已日益突出地成为环境水文地质问题。根据大量实地调查资料和地质成果,文章较详细地论述了豫北平原咸水含水层分布、富水性、补给、径流和排泄、水化学和同位素、利用现状及动态等水文地质特征。为缓解豫北平原水资源供需矛盾的压力,变害为利,根据咸水的分布状况、咸水农业利用和咸水养殖利用的适宜性、咸水改造方法和补源条件等,提出咸水开发利用与改良规划应"以用为主,以用促改"。结合各地实际情况,对不同矿化度的咸水应采取不同的开发利用方式、改良方案和措施。     

基于SBAS-InSAR技术的豫北平原地面沉降监测

豫北平原是河南省平原地区地面沉降灾害较严重地区之一,快速全面掌握豫北平原地面沉降信息、有效防控地面沉降的持续快速发展对中原城市群建设至关重要。本文借助中高分辨率RADARSAT-2雷达数据,基于SBAS-InSAR技术获取了豫北平原2014-2016年的地面沉降监测数据。监测结果表明：两年内豫北平原地面整体下沉,区内共圈定8个较明显的沉降区,总面积约3 006 km²,各沉降区沉降速率在25.00~114.85 mm/a之间;其中,除安阳县白壁镇-内黄县沉降区和辉县沉降区最大沉降速率分别达到95.36和114.85 mm/a之外,其余6个沉降区最大沉降速率均小于73.58 mm/a。根据沉降区现场实地调查和综合分析发现,豫北平原地面沉降主要是活动断裂、松软岩土、地下水超采、城市建设活动、石油和地热资源开采等共同作用的结果。建议将豫北平原地面沉降的防控重点放在人类活动引起的地下水超采和城市建设引发的松软岩土层超量堆载等方面。     

河南豫北平原地下水资源与可持续利用

河南豫北平原属华北平原的一部分,面积约17000km2,自中更新世早期以来,黄河冲积扇的形成和演化,对其含水层的空间结构及迭置关系,起决定性控制作用。最新计算结果,浅层地下水多年平均补给量为31 15×108m3 a,开采资源量为28 47×108m3 a,储存资源量为547 60×108m3;深层地下水开采资源量为9243×104m3 a,弹性储存量为42 93×108m3。2000年地下水开采量20 36×108m3,地表水实际利用量16 44×108m3。预测2010年河南豫北平原需水量为39 38×108m3,水资源尚有结余;2020年需水量为47 63×108m3,水资源缺口1 74×108m3,总体上是平衡的。评价的浅层地下水资源属可持续利用的地下水资源。规划的6个城市应急水源地集中在沿黄地带,日开采浅层地下水达80×104m3,为城市供水提供了安全保证。     

豫北平原第四系地下水系统研究

根据地质、水文地质、水动力特征以及地下水与地表水的联系将豫北平原第四系地下水分为：漳卫河地下水系统和黄河地下水系统,并进一步划分为7个地下水亚系统。在此基础上对各地下水系统特征进行了详细的论述与研究。     

豫北平原地下水开发利用与水质演化规律

本文通过对豫北平原多年的地下水开发利用及浅层地下水水化学资料分析,发现原为咸水-微咸水的大部分地区浅层地下水已淡化,咸水-微咸水分布区已由大面积分布演变为孤岛状,淡水资源量大幅增加。浅层地下水水化学现状、地下水14C同位素、地下水动力场也提供了浅层地下水淡化的证据。     

豫北平原地下水与地表水联合调度初探

水既是重要的自然资源,又是重要的自然环境要素,是可持续发展的基础与条件,是环境问题与发展问题的核心.本文论述了豫北平原地表水和地下水联合调度的必要性及其理论基础;分析了利用地下水库蓄洪的可行性和技术思路,探讨了可能产生的生态系统平衡、调水随机性及泥砂问题;提出了豫北平原联合调度科学利用水资源的一些措施.     

西安地裂缝活动特征的自动监测及其影响因素分析

西安是我国地裂缝地质灾害集中发育的地区之一,采用MD系列断层活动测量仪对西安f7地裂缝东段进行了长期三维活动自动化监测,监测结果显示：自2002年以来,西安f7地裂缝东段历年平均活动量和累计活动量水平拉张活动量最大,水平扭动活动量次之,垂直活动量最小;垂直方向呈上盘相对下降,水平方向呈水平挤压和水平右旋;年平均值呈逐年减小趋势并趋于停止;地裂缝活动具有年度周期性规律,与降雨等因素相关;总体来看,该段地裂缝活动可分为6个阶段,每个阶段呈现出不同的活动特征;地下水位和降雨量主要影响地裂缝垂直活动。断层活动测量仪在地裂缝监测方面可实现监测的实时性和准确性,对地裂缝地质灾害监测与防治具有推广应用意义。     

隆尧地裂的成因

在野外调查和槽探的基础上,分析周张庄一东店马地裂的地质环境、基本特征和形成机制。发现该地裂属于构造地裂。隆尧南断裂活动反映在地表形成潜伏裂缝;连年地下水超采引起地下水下降,受降雨和农灌水渗流的冲蚀和搬运影响,致使地面开裂。建议该区地裂防治以避让为主,并限制承压水开采,加强灾害监测和预警。     

厚层河道砂体地应力分布影响因素分析

相邻的沉积微相不仅地应力大小不同,地应力方向也存在较大差异。利用有限单元法,通过改变不同的边界条件（包括河道介质和周围岩体的弹性模量、泊松比,河道走向与区域主应力方向夹角及边界应力比）,对河道砂体地应力的影响因素进行分析。模拟结果表明,相比于河道周围岩体和区域地应力特征,不同的边界条件对河道砂体地应力大小和方向的改变程度很大,其中河道砂体与周围岩体的弹性模量比、河道走向与区域主应力方向夹角及边界应力比是影响河道砂体现今地应力方向和大小的主要因素。研究结果可以为不同沉积微相下进行人工压裂和井网部署提供参考依据。      

浅析张集矿立井地面预注浆堵水效果

介绍了张集矿立井基岩段水文地质和基岩地面预注浆的有关情况。根据井简实测资料,分析基岩裂隙的发育规律、裂隙层界面的浆波充填情况、实际浆液有效扩散半径及堵水效果。认为：立井基岩地面预注浆,不仅能成功地起到堵水的自的．从而缩短工期、降低造价、提高质量,而且还有利于井筒安全揭穿突出谋层,达到安全施工。     

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。     

高干扰环境下西安市地裂缝勘查新方法

针对西安市区人文环境影响大、噪声背景干扰强、城区施工牵涉到道路交通、市政管线等诸多部门,造成地裂缝勘查工作难度大的特点,首次采用可控震源以及特殊的地震数据采集技术.通过最佳工作参数的选择,采取相应抑噪措施,最大程度地保证了勘杳数据质量.地震数据处理除了采用常规浅层地震处理技术,还提出了相应的汽车干扰、市电干扰、强能量干扰及弯线校正等一系列技术处理方法.提高了解释精度,实现了城市高干扰环境下地裂缝地震勘查的技术突破.为探索研究西安市区地裂缝形成机理研究提供了可靠的地球物理基础资料.     

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。     

地震作用下邻近地裂缝带地铁隧道工程场地地表沉降研究

为了探讨地震和地裂缝耦合作用下位于地裂缝上盘的地铁隧道顶部地表沉降规律及其对附近建筑物的影响,以邻近穿越地裂缝场地的西安地铁3号线为工程背景,利用FLAC3D有限差分软件,结合理论分析,对西安人工地震波、El Centro波和Kobe波三种不同地震波作用下邻近地裂缝带地铁隧道建设场地地表沉降问题进行了研究。结果表明:地震作用下,隧道顶部一定范围内的地层沉降量显著大于其周围地层,形成宽度约9~16 m的沉降凹槽;El Centro波作用下沉降凹槽的宽度最大,约15.9 m,超越概率为10%的西安人工合成地震波次之,约11.6 m,而Kobe波作用下沉降凹槽的宽度最小,约9.5 m;隧道上覆地层沉降凹槽的沉降规律符合peck公式;隧道顶部约20 m范围内场地地表受地震和地裂缝耦合作用影响最强烈,沉降最大。      

地裂缝与斜交地铁隧道动力响应数值分析

采用ABAQUS有限元软件建立马蹄形地铁隧道与地裂缝呈60°斜交的计算模型研究地铁运行引起的地裂缝附近地层的振动响应。计算结果表明:隧道附近的土体振动较强烈,距离隧道越远,土体的加速度幅值越小;振动响应较强烈的区域,沿隧道纵向约为120 m,沿竖直方向为隧道下方15 m,与隧道纵向垂直的水平方向上为隧道左右20 m范围;振动在与隧道纵向垂直的水平方向传播时,无地裂缝地带在隧道两侧均匀衰减,地裂缝地带在有地裂缝的一侧振动衰减较快,说明地裂缝对地铁振动在地层中的传播有较强的阻隔作用;地裂缝附近隧道下方土层的振动要比上部土层强烈,传至地表的振动加速度基本衰减为零。      

地震动信号的小波分析

小波分析是一种新的数学方法,因具有良好的时频局部化性质而优于传统的傅立叶分析。地震动是由于地城引起的地面运动,其时间历程函数表现为具有突变特征的非平稳随机过程,因此更适于利用小波变换进行频谱分析。我们在总结小波分析基本原理和方法的基础上,首次利用小波变换分别对地震动加速度时程和速度时程进行了分解和重构,对地震动信号分解结果做了相应频谱分析,并对其小波分析的工程意义进行了初步探索。