北京顺义断裂活动对首都机场地裂缝影响定量研究

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段, 2010年以来, 机场跑道地裂缝逐渐加剧, 地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm, 已经严重影响机场安全运行。当前, 顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描述为主。文章以顺义断裂几何结构、第四纪活动性以及首都机场地裂缝调查研究为基础, 依据断层位错理论, 定量分析了顺义断裂蠕滑活动对机场地裂缝形成的贡献, 研究了1996年12月16日顺义ML4.5级地震对机场地裂缝可能产生的影响, 并讨论了顺义断裂未来发生潜在强震时机场地裂缝灾害风险增加的趋势。分析认为, 在0.6 mm/a的垂直活动速率下, 顺义断裂蠕滑活动46年, 在机场地裂缝两侧产生的差异沉降量不超过2.5 cm, 对机场地裂缝形成和发展的贡献量约占20%;顺义ML4.5级地震对机场地裂缝的形成影响甚微, 顺义断裂若未来发生7.0级地震, 估算在断裂两盘产生的差异沉降量最大达104 cm, 机场地裂缝灾害风险将增加5倍; 顺义断裂上盘中、深层地下水抽采引起的地面差异沉降在机场地裂缝形成和扩展中的贡献量为70%, 仍是导致机场地裂缝加剧的主要因素。研究结果可为首都国际机场地裂缝灾害精准防控提供重要科学参考。此外, 为深入揭示顺义断裂沿线地裂缝、地面差异沉降等缓变型地质灾害成因机理和灾害效应, 建议在其关键部位实施跨断层位移或形变动态监测工作。     

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。     

从高丽营探槽分析黄庄-高丽营断裂与地裂缝的关系

高丽营探槽揭示的地质现象表明,黄庄—高丽营断裂错断全部第四系地层,断裂面直达地表,累计断距约1.5m左右。黄庄—高丽营断裂的地表断面位置与地裂缝完全一致,与已造成较大损失的高丽营地裂缝关系密切,说明黄庄—高丽营断裂目前仍在活动。     

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。     

断裂活动性及地质灾害效应分析——以深圳市罗湖区F8断裂为例

通过断层泥中石英的热释光年龄测试、研究区的地震历史资料分析、断裂的位移监测数据分析等手段对深圳市罗湖区F8断裂的现今活动性进行了评价,结果表明：该断裂的活动性介于微弱全新活动断裂与中等全新活动断裂之间;F8断裂的活动速率与地裂缝的位移量在近期内呈相似的变化趋势,则表明地裂缝的形成与发展过程受到F8断裂控制。利用GM（1,1）模型对地裂缝位移量的发展趋势进行了预测,预测结果指示其位移量在今后一段时间内将继续增大,因此,应加强区内的主要建筑物与地面的变形监测,并避免在F8断裂的展布区内兴建大型的工程建筑,为区内的建筑物安全提供保障。     

本世纪上海地区地震概述及地震活动与断裂的关系

本世纪上海地区的地震情况对认识上海的地震强度和活动规律裨益较多，本文在分析历次地震对上海的影响后认为，地震损失轻微，最大地震烈度仅五工强，时间分配上有强弱，多寡的间隔。由地震活动推断上海及长江口地区可能存在的断裂构造，可供今后工作时参考。     

西南三江地区活动断裂构造的遥感特征研究

西南三江地区是我国地质构造活动比较强烈的地区,其中又以断裂活动为主体,控制地区地质环境变化,致使生态环境或人类生存环境受到重大损失和破坏。以遥感图像提供的地质构造信息为依据,在解译区域断裂构造基础上,确立了活动断裂遥感解译标志,总结了区内活动断裂的基本特征,并结合断裂构造对该区地震、地质灾害以及第四纪地区的影响作用作出分析评述。     

清镇红枫湖沿岸地裂缝灾害及防治对策

本文对红枫湖沿岸村寨的地裂缝地质灾害进行了调查,在调查的基础上,对地裂缝地质灾害的成因进行了分析,在分析形成原因的基础上提出了防治措施建议。     

石城断裂性质与活动情况简介

本文简单总结与介绍了怀柔—密云境内,石城断裂的规模、性质与活动性。初步认为该断裂属脆韧性剪切带,与云蒙山岩体上侵有关,早期压性,晚期显张性,属非全新世活动断裂,对工程影响程度低。     

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。     

江阴市河塘镇地裂缝灾害成因分析及防治对策

苏锡常地区地面沉降及地裂缝灾害较为严重,尤其是地裂缝造成的危害较为明显。本文通过对江阴市河塘镇地裂缝分布区的勘查,从地质条件及人为活动两方面剖析了地裂缝的形成原因、发展趋势及相应对策,并对地质灾害的勘查工作提出方向性建议。     

西安地裂缝区域稳定动力学研究

首次运用区域稳定动力学理论,对西安地裂缝开展区域稳定动力学研究.解析了西安地裂缝成生的四维动力学模式,探讨了区域分层动力系统地裂效应及其转换,并就地裂缝灾害效应提出了新的认识.     

基于信息分维对地裂缝灾害成因的研究

本文结合研究实例介绍了分形理论在研究地裂缝灾害成因中的应用.主要突出了(1)运用分形方法研究地学对象成因机制的原理和一般过程;(2)研究对象与影响因素之间的分形(或自相似)关系未必一定是几何相似关系,许多情况下可以是信息自相似或功能自相似关系.理解这一点,可以大大促进分形理论在地学中应用的广度和深度.     

西安地裂缝活动特征及勘查思路探讨

西安地裂缝是在西安断陷构造活动和现代区域引张应力场的作用下，叠加了近期城市过量抽汲深层承压水等非构造因素引起的地表位移变化所致，成为人为因素加速构造地裂活动的典型代表，引起了各级政府以及国内外地学界的普遍关注。地裂缝所经之处，不仅造成地面地下建（构）筑设施严重毁损，而且给城市规划和建设带来了难以估量的经济损失，成为西安市最突出的城市地质灾害。笔者通过阐述西安地裂缝成生地质环境背景及其分布、时空运动规律、发育特征和形成机制，探讨了西安地裂缝勘查工作的思路、技术与方法。     

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。     

临汾地面沉降数值模拟及其与地裂缝灾害关系研究

临汾市区是继西安、大同等地区之后又一地裂缝灾害比较严重的地区, 已经严重影响着临汾市经济的可持续性发展。经研究表明, 地下水超采为影响该区地裂缝灾害的第二大因子, 它是通过地面沉降来促使地裂缝的形成和发展。本文通过对临汾市区地面沉降进行数值模拟, 总结出了地面沉降的变化规律。分析认为, 地裂缝灾害的易出现部位为沉降梯度陡变带, 即沉降梯度最大处。     

鄂西秭归盆地及外缘主要断裂特征及活动性研究

鄂西秭归盆地是长江三峡地区重要的构造单元之一，盆地东侧水田坝断裂与其南部龙王冲断裂，北部新华断裂不属同一基底断裂；西侧地表也不存在穿过长江的牛口断裂，但物探深部深测及地震活动特点表明仍存在“牛口基底断裂”。西缘高桥断裂带规模巨大，切割深度大，现代仍有一定的活动性，属弱的工程活动断裂，具一定孕震性。龙会观中强地震是高桥断裂与牛口基底断裂联合作用的结果。其余断裂都不属工程活动断裂，但不能排除它们发生中     

抽水作用下先期断裂对地裂缝的影响研究

过度抽取地下水和先期存在的断裂构造是西安市地裂缝地质灾害发生的主要原因。作者首先从理论上分析了抽水情况下地裂缝形成的张拉破裂机制、剪切破裂机制和张剪复合破裂机制,并从结构面控制理论分析了先期断裂在地裂缝形成中的控制作用;然后依据比奥三维固结理论,采用FLAC软件建立了西安地裂缝的计算模型,比较了抽水作用时没有先期断裂和地层差异、有先期断裂而没有地层差异、有地层差异而无先期断裂等情况时的地面变形特征,得出抽水作用下,先期断裂对地裂缝的形成及发展具有诱导、隔离和放大的耦合作用,从而得出先期断裂不仅仅只是地裂缝形成的构造基础的结论。     

仙女山断裂带断层泥分维值与断裂活动研究

断裂带内的断层泥是断层新活动的产物,它记录了断层新活动的多种信息。依据分形理论对仙女山断裂带内断层泥粒度分维值与断裂活动关系的研究结果表明仙女山断丢以粘滑为主,兼有蠕滑。结合其它研究成果,对仙女山断裂活动及其对水电工程的影响进行了评价。     

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...