【摘要】：作為一種淺表土體破裂的地質(zhì)災害,地裂縫活動對自然環(huán)境和人類工程活動產(chǎn)生了嚴重的危害。作為全國的政治、經(jīng)濟、文化中心的北京,自從19世紀60~70年代起,地裂縫開始初現(xiàn),并對北京地區(qū)產(chǎn)生嚴重的災害影響。而在北京眾多地裂縫中,多數(shù)又與斷層活動有著密切的聯(lián)系。對于斷層控制型這一特定類型的地裂縫,它有別于其他非構(gòu)造型的地裂縫,具有規(guī)模大、災害重、成因復雜等特點,同時它亦可關聯(lián)著其他因素而間接促成了地裂縫的發(fā)育。基于此,本文以北京地區(qū)順義-良鄉(xiāng)地裂縫帶為研究區(qū)域,利用已有資料概化地質(zhì)模型。通過物理模型試驗以及FLAC3D數(shù)值模擬軟件重現(xiàn)“斷控型”地裂縫發(fā)育及擴展過程,最終總結(jié)出斷控型地裂縫成因機理。本文取得的主要成果如下:(1)通過物理模型試驗模擬了正斷75°條件下地裂縫的發(fā)育過程。試驗結(jié)果表明,斷裂活動造成土體內(nèi)部應力狀態(tài)發(fā)生改變,使得下盤處于受拉狀態(tài),上盤處于受壓狀態(tài),并且在正斷活動作用下地裂縫在土體中擴展方向為沿著上盤向上反傾擴展,即擴展方向與斷裂面呈鏡像對稱。(2)受正斷作用影響,地表沉降會出現(xiàn)3個區(qū)域,分別為:穩(wěn)定區(qū)域、差異沉降區(qū)域以及穩(wěn)定沉降區(qū)域。其中地裂縫主要發(fā)育在斷裂帶兩側(cè)附近的差異沉降區(qū)域,上盤地裂縫發(fā)育范圍較大;下盤地裂縫發(fā)育范圍較小。(3)通過數(shù)值模擬研究了3種不同斷裂傾角下地裂縫的發(fā)育特征。結(jié)果表明,受斷層活動影響地表沉降呈現(xiàn)近“S”型分布,且隨錯斷量增大而增大。隨著斷裂傾角增大,地表的差異沉降區(qū)域會降低,而穩(wěn)定區(qū)域以及穩(wěn)定沉降區(qū)域會增大,即對應的斷裂傾角越大出現(xiàn)地裂縫的范圍越小。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P642.2
【圖文】：

其中北京地區(qū)地裂縫災害以順義城區(qū)的八仙莊別墅區(qū)最為典型，持著地裂縫破壞[17-18]。上所述，地裂縫作為一種地質(zhì)災害，它既嚴重影響了國家基礎工程了巨大的經(jīng)濟損失，因此對地裂縫的研究就顯得尤為重要。而在北縫中，絕大多數(shù)又與斷層活動有著密切的聯(lián)系，對于斷層控制型這地裂縫，它有別于地震型、基底控制型和其他非構(gòu)造型（如抽水型地裂縫，它具有規(guī)模大、災害重、成因復雜等特點，亦關聯(lián)著其他因構(gòu)、巖土體性質(zhì)、地震活動、地下水抽采、地面沉降等），而間接的發(fā)育，所以將斷層作用從諸多致裂因素中解離出來，進行針對性助于更好地認識斷層這一致裂因素，以及在它控制下的地裂縫發(fā)育程并由此來提出防控措施。論文以北京地裂區(qū)展開，針對斷層控制型這一特定類型的地裂縫，－良鄉(xiāng)斷裂為地質(zhì)背景，利用室內(nèi)相似材料試驗以及數(shù)值模擬計算作用下地裂縫的發(fā)育特征，并進一步探索出裂縫的擴展機制。最終為該地區(qū)及相似條件下其他地區(qū)的地裂縫災害提供指導意義。

西安地裂縫地下水和構(gòu)造綜合成因說主要以劉國昌和王景明的隱伏斷層成因論以及彭建兵的內(nèi)外動力禍合成因論等理論最具代表。其中劉國昌和王指明，在西安地區(qū)由于在深部基底斷裂受到深部構(gòu)造應力場的影響作用而長現(xiàn)蠕動作用，最終會致使上部土體逐步形成細微的裂縫，與此同時，由于受下水的活動作用會加劇裂縫的擴張，最終會逐步的向上擴展直至到地表產(chǎn)生地裂縫，并出現(xiàn)差異性的沉降[56-57]。近些年以來彭建兵課題組在前人對西安縫研究發(fā)展的基礎上，又通過大量的野外地質(zhì)調(diào)查以及大型的相似物理模型綜合研究后表明，西安地裂縫的形成不單單是一種因素所引起的，其中活動作用起主導因素而人為作用作為次要條件，兩者共同影響最終西安地裂區(qū)的[58-62]；而李新生認為，西安地裂縫的發(fā)育是主受臨潼－長安斷裂活動所影響的，由于該條活動斷裂在近些年以來活動較為強烈并且加上人們對用水量的所造成大量的地下水抽采兩種共同作用條件下導致地裂縫出現(xiàn)了較大的活[63]。近些年，隨著對地裂縫研究技術的提升以及研究內(nèi)容的深入，地下水和綜合成因說逐漸被專家和學者們所接受和認可。正是由于這些學者們所提出裂縫的成因假設和理論，使得對中國地裂縫的科學研究取得了突破的進展

技術路線圖

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2798102