地裂縫擴展機理研究.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50年代以來，在西安城區(qū)發(fā)現(xiàn)的地裂縫已達14條之多，迄今為止已造成四十億元的直接經(jīng)濟損失，而且西安地裂縫還在不斷出現(xiàn)和發(fā)展，嚴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)機理研究，制定經(jīng)濟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)育分布特征和活動特點等已經(jīng)被人們基本掌握，但在成因機理

2、方面的研究還不成熟，仍存在不同觀點和爭議，關(guān)鍵在于還有一些基本問題未得到解決；受地裂縫成因機理和致災(zāi)機理研究程度的限制，地裂縫減災(zāi)防災(zāi)對策的研究也遠遠不足。 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手段，并輔以數(shù)值模擬分析方法對這些問題進行了探索和揭密，對西安地裂縫的成因機理提出新的認識和觀點； 同時對跨地裂縫的地下結(jié)構(gòu)防災(zāi)、評價地裂縫災(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識西安地裂縫的基礎(chǔ)上，對西安地區(qū)可能遭受強震作用時地裂縫的地震效應(yīng)作出了新的評價。 論文主要取得了以下幾點創(chuàng)新性成果： 1.首次開展了地裂縫擴展機理的通過大型物理模型試驗，試驗發(fā)現(xiàn)西安地裂縫實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)掀斜式運動及上覆松散層的不斷堆積，三種因素同時發(fā)生

4、、同時存在，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：一是正斷層組的書斜式運動，二是地層的壓縮。超采地下水是西安地裂縫超常活動的主要原因。 3.應(yīng)用非線性有限元法對跨地裂縫的墻體開裂形態(tài)進行了分析，確定出了具有三維活動性的地裂縫垂直穿越墻基時墻體出現(xiàn)裂縫的位置、傾向、傾角和后期