地裂縫是人類社會(huì)發(fā)展中遇到的另一個(gè)獨(dú)立于滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降、地面塌陷的自然災(zāi)害問(wèn)題,它既是地球表面的一種淺層破裂現(xiàn)象,又是一個(gè)受多種復(fù)雜因素制約和影響的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。目前已查明或出露的地裂縫大都是地表裂縫,事實(shí)上隱伏地裂縫的數(shù)量更多、范圍更廣,不同隱伏地裂縫活動(dòng)速率對(duì)這些隱伏地裂縫破裂擴(kuò)展所導(dǎo)致的災(zāi)害特征、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)效應(yīng)也可能會(huì)有較大區(qū)別。本文在收集整理西安地裂縫概況、活動(dòng)規(guī)律資料的基礎(chǔ)上,開展了2組不同活動(dòng)速率的隱伏地裂縫破裂擴(kuò)展物理模型試驗(yàn),并通過(guò)PFC~(2D)離散元數(shù)值模擬軟件展開了4組不同上覆土層厚度和差異活動(dòng)速率影響的數(shù)值模擬試驗(yàn),取得的主要成果如下:1、通過(guò)收集整理已有西安地裂縫運(yùn)動(dòng)特征、活動(dòng)特征資料,繪制了西安地裂縫活動(dòng)速率與影響帶寬度關(guān)系圖。2、開展了兩組不同活動(dòng)速率的隱伏地裂縫破裂擴(kuò)展物理模型試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隱伏地裂縫快速(塌陷)活動(dòng)時(shí),反傾裂縫的傾角大,擴(kuò)展寬度、影響帶和破碎帶寬度窄,破碎程度小,隨著隱伏地裂縫上部土體塌陷后,土體上下盤中的豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力先小幅下降,隨后又開始緩慢增加,最后達(dá)到土體自重應(yīng)力狀態(tài);在地表位移上表現(xiàn)為豎向沉降和水平張引同時(shí)發(fā)生,水平張引約占豎向沉降量的2/3。隱伏地裂縫慢速活動(dòng)時(shí),反傾裂縫擴(kuò)展的傾角小,擴(kuò)展寬度、影響帶和破碎帶寬度較寬,破碎程度大,直立裂縫發(fā)育深;隨著隱伏地裂縫開始活動(dòng),土體上盤的豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力緩慢增加,下盤的豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力緩慢減小,裂縫停止活動(dòng)后,達(dá)到土體自重應(yīng)力狀態(tài);在地表位移上主要表現(xiàn)為豎向沉降,水平張引量微弱。3、展開了4組差異活動(dòng)速率、差異上覆土層厚度的數(shù)值模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示:當(dāng)隱伏地裂縫快速活動(dòng)時(shí),反傾裂縫擴(kuò)展角較大,當(dāng)隱伏地裂縫慢速活動(dòng)時(shí),反傾裂縫擴(kuò)展角較小,該結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果一致;隱伏裂縫快速活動(dòng)時(shí),當(dāng)模型上覆土體較薄時(shí),模型上盤土體的豎向應(yīng)力變化過(guò)程為壓應(yīng)力—拉應(yīng)力—壓應(yīng)力;而當(dāng)隱伏裂縫慢速活動(dòng)時(shí),上盤的豎向應(yīng)力始終為壓應(yīng)力。4、基于最大周向拉應(yīng)力強(qiáng)度因子理論,解析了隱伏裂縫活動(dòng)時(shí)反傾裂縫的起裂角度與隱伏裂縫活動(dòng)速率的關(guān)系,即隱伏裂縫快速活動(dòng)(塌陷)時(shí),反傾裂縫起裂角度大,慢速活動(dòng)時(shí),起裂角度小。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P642.2
【部分圖文】：

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文通過(guò)對(duì)比慢速活動(dòng)、快速塌陷兩組物理模型試驗(yàn)中隱伏裂縫破裂擴(kuò)展的平剖面特征、地表沉降、土體應(yīng)力情況，研究活動(dòng)速率對(duì)隱伏地裂縫破裂擴(kuò)展的影響情況。（3）正斷型隱伏地裂縫破裂擴(kuò)展活動(dòng)速率效應(yīng)數(shù)值模擬借助數(shù)值分析（PFC2D）軟件，通過(guò)改變隱伏地裂縫的活動(dòng)速率，模擬隱伏地裂縫破裂擴(kuò)展過(guò)程，達(dá)到與物理模型試驗(yàn)的結(jié)果相互驗(yàn)證的目的。本文技術(shù)路線圖如圖 1.1。

圖 2.3 西北大學(xué)留學(xué)生樓地裂縫素描圖（據(jù)王景明）表 2.2 西北大學(xué)留學(xué)生樓地裂縫活動(dòng)特征一覽表（據(jù)王景明）活動(dòng)方式 南側(cè)下降量 水平引張量 左旋扭動(dòng)量累計(jì)位移量（mm） 200 50~80 5~10活動(dòng)速率（mm/a） 7.7 2~3 0.2~0.4累計(jì)活動(dòng)時(shí)間 26 年（1959 年~1984 年）.2.2 西安地裂縫活動(dòng)特征1.間歇性

0 8.5 9.23 3.10 2.9 12.55 2.38 4.27 2.87 10.36 2.56 3.95 速率不均勻性縫運(yùn)動(dòng)的時(shí)空變化而言，西安地裂縫具有較明顯的活動(dòng)速率不均和位錯(cuò)同步性[2]。西安地裂縫活動(dòng)速率不均勻性表現(xiàn)為兩個(gè)方面動(dòng)速率區(qū)域差異性和單條地裂縫不同區(qū)段活動(dòng)速率差異性。整個(gè)域差異性表現(xiàn)為東南郊一帶地裂縫活動(dòng)速率高，通常為 5~30m活動(dòng)速率相對(duì)較弱，通常為 1~10mm/a。單條地裂縫不同區(qū)段活一條地裂縫不同段地裂縫活動(dòng)速率也有差異，總體表現(xiàn)為西段較烈。0 年~2005 年這 46 年間平均活動(dòng)速率以及各地裂縫影響帶寬度的值，得到活動(dòng)速率與影響帶寬度關(guān)系圖，如圖 2.4 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2844171