地裂縫擴(kuò)展機(jī)理研究.pdf

1、地裂縫災(zāi)害是西安市主要的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題。自20世紀(jì)50年代以來，在西安城區(qū)發(fā)現(xiàn)的地裂縫已達(dá)14條之多，迄今為止已造成四十億元的直接經(jīng)濟(jì)損失，而且西安地裂縫還在不斷出現(xiàn)和發(fā)展，嚴(yán)重地制約著城市建設(shè)用地的有效利用和規(guī)劃發(fā)展，也為城市工程建設(shè)留下了重大的災(zāi)害隱患。因此，開展地裂縫的成因和致災(zāi)機(jī)理研究，制定經(jīng)濟(jì)有效的防治對策是西安市急待解決的重大地質(zhì)災(zāi)害難題。 目前，西安地裂縫的發(fā)育分布特征和活動(dòng)特點(diǎn)等已經(jīng)被人們基本掌握，但在成因機(jī)理

2、方面的研究還不成熟，仍存在不同觀點(diǎn)和爭議，關(guān)鍵在于還有一些基本問題未得到解決；受地裂縫成因機(jī)理和致災(zāi)機(jī)理研究程度的限制，地裂縫減災(zāi)防災(zāi)對策的研究也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。 論文分析了西安地裂縫研究中存在的問題和不足，針對西安地裂縫研究中存在的關(guān)鍵性問題，借助大型及小型物理模擬試驗(yàn)手段，并輔以數(shù)值模擬分析方法對這些問題進(jìn)行了探索和揭密，對西安地裂縫的成因機(jī)理提出新的認(rèn)識和觀點(diǎn)； 同時(shí)對跨地裂縫的地下結(jié)構(gòu)防災(zāi)、評價(jià)地裂縫災(zāi)害影響帶寬度的方

3、法等提出了有益的見解； 最后在深入研究和再認(rèn)識西安地裂縫的基礎(chǔ)上，對西安地區(qū)可能遭受強(qiáng)震作用時(shí)地裂縫的地震效應(yīng)作出了新的評價(jià)。 論文主要取得了以下幾點(diǎn)創(chuàng)新性成果： 1.首次開展了地裂縫擴(kuò)展機(jī)理的通過大型物理模型試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)西安地裂縫實(shí)際上是一種近地表的既有構(gòu)造破裂面，抽水誘發(fā)的地面不均勻沉降或降雨入滲使其顯露至地表。NNW向區(qū)域引張應(yīng)力場作用、西安正斷層組的持續(xù)掀斜式運(yùn)動(dòng)及上覆松散層的不斷堆積，三種因素同時(shí)發(fā)生

4、、同時(shí)存在，并且從未發(fā)生過問斷，是西安地裂縫形成的本質(zhì)過程。 2.研究發(fā)現(xiàn)，西安地裂縫底部與下伏斷層相連，是由下伏斷層延續(xù)上來的具有同沉積性質(zhì)的構(gòu)造破裂面。地裂縫傾角由淺至深越來越緩的主要原因有兩點(diǎn)：一是正斷層組的書斜式運(yùn)動(dòng)，二是地層的壓縮。超采地下水是西安地裂縫超?；顒?dòng)的主要原因。 3.應(yīng)用非線性有限元法對跨地裂縫的墻體開裂形態(tài)進(jìn)行了分析，確定出了具有三維活動(dòng)性的地裂縫垂直穿越墻基時(shí)墻體出現(xiàn)裂縫的位置、傾向、傾角和后期