西安地裂缝与地面沉降灾害经济损失评估

为了深入分析西安地裂缝与地面沉降灾害致灾特点及定量评价其经济损失,在中国地质调查局于2004-2006年开展的西安地区地裂缝与地面沉降调查所取得的成果资料基础上,通过综合分析研究得出,西安地裂缝与地面沉降的致灾特点具有直接性、三维破坏性、三维空间有限性、渐进性和持久性。采用终值法、影子工程法、统计推断法、重置成本法、建造成本或工程费用法、灾情对比法、间接损失与直接损失比例法和权重分解法评价得出地裂缝与地面沉降灾害在1976-2006年造成经济损失为117亿元,其中直接损失71亿元,间接损失46亿元。     

山东省构造型地裂缝成因机制研究

收集了山东省多年来的地裂缝地质灾害调查和研究资料,结合地裂缝地质灾害发育的地质环境背景,对山东省内地裂缝的区域分布特征、发育特点进行了分析,认为山东省内构造型地裂缝广泛发育,并对山东省构造型地裂缝的成因机理进行阐述。     

形态参数下地表采动裂缝三维建模及可视化方法

实现对地表采动裂缝的三维建模及可视化能促进裂缝的形状、成因研究,并为开采沉陷监测和生态环境恢复提供科学支持。目前三维建模方法和软件主要面向建筑物、管道、地质体等地物地貌,若直接应用于地表裂缝的建模与表达会存在野外测绘工作量大、形态规律表达不准确、呈现不逼真等问题。本文结合三维地形建模、分形、空间插值等理论,提出了基于几何形态参数的地表裂缝三维建模方法,并利用ArcEngine平台实现了对裂缝的三维可视化;选取甘肃省东峡矿区为试验区,根据裂缝分布与形态预计参数,实现了对区域内裂缝的模拟,并通过与实测数据和高分辨率影像进行对比,验证了该方法能真实逼真呈现裂缝的形态、延伸与细节信息。     

交叉裂隙岩体裂纹扩展试验及混合有限-离散元数值模拟研究

对预制交叉裂隙岩石试样进行裂纹扩展试验,研究了裂纹萌生、扩展、聚合过程,分析了主裂隙和轴向载荷夹角及主次裂隙夹角对裂纹起裂应力和聚合应力的影响,并用混合有限元-离散元程序,即图形处理器并行化的3D Y-HFDEM代码对试验进行了仿真计算,实现了岩石破坏从连续介质向非连续介质的过渡,对裂纹类及损伤破坏模式进行了识别,捕捉到了试验中难以发现的现象。研究表明：随主裂隙与轴向载荷夹角增加,裂纹聚合区的拉伸裂纹数量增加;裂纹起裂和聚合应力与主裂隙与轴向载荷夹角成正比;主次裂隙夹角增加,岩石的破坏模式由拉伸破坏转为剪切破坏,交叉裂隙加剧岩石破碎程度;主裂隙尖端萌生扩展的拉伸-剪切混合裂缝引起的破坏在岩石破坏中占主导地位,是导致岩体失去承载能力的主控裂纹;混合有限元-离散元仿真软件GPGPU并行化的3D Y-HFDEM IDE在岩石裂纹扩展研究中具有优势,可以捕捉实验室难以发现的损伤断裂类型,可以作为岩石裂纹扩展研究的有力工具。     

高原季节性冻土区砂土液化探讨——以阿克陶MS6.7地震为例

2016年11月25日新疆阿克陶县木吉乡发生MS6.7地震,发震构造为公格尔山拉张系北端的木吉断裂,断裂总长度超过100 km,以右旋走滑为主兼有一定的拉张分量。文章在对震区进行了初步的地震地质灾害调查,总结砂土液化和地裂缝在高原季节性冻土地区的分布及发育特点的基础上,发现:1)在研究区Ⅰ维日麻村的砂土液化主要沿原有泉眼或沿地裂缝发育,沿泉眼形成的砂土液化其喷砂锥的覆盖面积达36.1 m2,占总液化面积的60%,研究区Ⅱ布拉克村的砂土液化则主要是沿草甸的根系喷出,在地表形成大面积的最新涌水结冻特征;2)对研究区Ⅱ布拉克村地裂缝的深度进行统计,反演出区域冻土层厚度,结合探槽揭露的地层剖面,推断冻土层发生大面积地裂缝是因为地震引起冻土层下部融土层发生砂土液化导致土层变形失稳,从而使冻土层发生形变产生一系列规律性的地裂缝。     

2014年云南鲁甸地震和景谷地震的震害对比研究

2014年8月3日云南鲁甸发生MS6.5地震,10月7日云南景谷发生MS6.6地震。这2次地震的震级、地震类型、震源深度等相差不大,但地震所造成的人员伤亡、房屋建筑损毁程度、地震地质灾害等却相差很大。在地震现场调查资料的基础上,对比分析地震造成的崩塌、滑坡、地裂缝、砂土液化、房屋建筑损毁等灾害轻重差别的主要原因。研究表明,鲁甸地震灾区地质构造复杂,地层破碎,人口密度大,房屋建筑抗震性能差;而景谷地震灾区地质环境较好,植被茂密,人口密度低,相比同量级地震的加速度小,房屋建筑结构抗震性能较好。总体而言,鲁甸MS6.5地震的震害比景谷MS6.6地震要严重得多。     

西安地区地裂缝带Q3原状黄土流变特性试验研究

汾渭盆地是我国乃至世界上地裂缝最为发育、灾害最为严重的地区。考虑在漫长的地质历史过程中黄土的流变特性对地裂缝破裂扩展模式的影响,采用分级循环加卸载方式,对西安地区长安地裂缝（fc1）带Q3原状黄土进行了不同围压下的固结不排水三轴流变特性试验,得到了地裂缝带Q3原状黄土的蠕变加、卸载曲线和应变速率与时间关系曲线。试验结果表明,不同围压下地裂缝带Q3原状黄土表现为低应力下为减速蠕变,高应力下为减速蠕变和等速蠕变的特征。并基于统一流变力学模型理论,建立了适用于西安地区地裂缝带Q3原状黄土的三维蠕变本构模型,获得了相应的本构模型参数。该成果为研究隐伏地裂缝破裂扩展模式及其力学机制奠定了基础。     

岩石在单轴压力环境下电阻率变化的研究

主要研究了煤矿中常见的石英砂岩和石灰岩等,在受不同的单轴压应力的环境下,其电阻率变化的一些规律。通过对实验数据的分析,说明了岩体的电阻率是表征岩体发生变化时一个十分敏感的参数,为利用岩体电阻率来预测煤层顶底板的稳定性进行了基础性的研究。     

Characteristics of the 2000 fissure eruption and lava flow fields at Mount Cameroon volcano,West Africa: a combined field mapping and remote sensing approach

This study focuses on the compound pahoehoe lava flow fields of the 2000 eruption on Mount Cameroon volcano, West Africa and it comprehensively documents their morphology. The 2000 eruption of Mount Cameroon took place at three different sites (sites 1, 2 and 3), on the southwest flank and near the summit that built three different lava flow fields. These lava flow fields were formed during a long‐duration (28th May–mid September) summit and flank eruption involving predominantly pahoehoe flows (sites 2 and 3) and aa flows (site 1). Field observations of flows from a total of four cross‐sections made at the proximal end, midway and at the flow front, have been supplemented with data from satellite imagery (SRTM DEM, Landsat TM and ETM+) and are used to offer some clues into their emplacement. Detailed mapping of these lava flows revealed that site 1 flows were typically channel‐fed simple aa flows that evolved as a single flow unit, while sites 2 and 3 lava flow fields were fed by master tubes within fissures producing principally tube‐fed compound pahoehoe flows. Sites 2 and 3 flows issued from ∼ 33 ephemeral vents along four NE–SW‐trending faults/fissures. Pahoehoe morphologies at sites 2 and 3 include smooth, folded and channelled lobes emplaced via a continuum of different mechanisms with the principal mechanism being inflation. The dominant structural features observed on these flow fields included: fissures/faults, vents, levees, channels, tubes and pressure ridges. Other structural features present were pahoehoe toes/lobes, breakouts and squeeze‐ups. Slabby pahoehoe resulting from slab‐crusted lava was the transitionary lava type from pahoehoe to aa observed at all the sites. Transition zones correspond to slopes of > 10°. Variations in flow morphology and textures across profiles and downstream were repetitive, suggesting a cyclical nature for the responsible processes. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

渭河盆地地裂缝群发机理及东、西部地裂缝分布不均衡构造成因研究

利用渭河盆地2001—2008年高精度GPS监测资料,结合区域构造特点建立了渭河盆地有限元动力学模型,基于此研究了区域现今地壳应力场特征,深入分析了构造应力场与盆地内地裂缝群发之间的内在关系,首次基于空间大地测量定量的揭示出了区域构造应力场与盆地内地裂缝群发的内在动力学联系,及盆地东、西部地裂缝分布不均衡的根本成因.研究结果表明:渭河盆地现今地壳应力场差异性显著,主要呈现出中、东部以NW-SE向拉张为主,西部则以NW-SE向压缩应力为主,整体具有相对左旋运动趋势,与区域以往长期构造变形具有较好的继承性;分析揭示出区域NW-SE向拉张构造应力正是盆地内中、东部地裂缝群发的力源机制,而盆地内差异性构造应力场也正是导致盆地东、西部地裂缝发育不均衡的根本原因所在,由此进一步证实了渭河盆地地裂缝的强构造属性,其是由活断层在上述力源机制作用下,以蠕滑形式错断地层使土层破裂而形成的.本文研究结果为盆地地裂缝灾害防治、城市安全建设提供了重要信息.