【摘要】：河北隆堯地裂縫的發(fā)育,造成跨地裂縫建筑物的嚴(yán)重破壞,并已危及到當(dāng)?shù)鼐用袢粘Ｉa(chǎn)與生活。因此,探究地裂縫活動下其上覆建筑物的變形破壞特征,對建筑物災(zāi)害治理及工程建設(shè)中的災(zāi)害設(shè)防具有重要意義。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合野外進(jìn)一步調(diào)查,分析了隆堯地裂縫對建筑物的破壞形式、破壞特征與破壞機(jī)理,概化了區(qū)內(nèi)跨地裂縫建筑物破壞模式,總結(jié)了地裂縫活動對建筑物的主要影響因素,并結(jié)合數(shù)值模擬計算,探究地裂縫斜角度穿越建筑物時的墻體變形破壞響應(yīng),以及不同基礎(chǔ)形式下上部結(jié)構(gòu)的抗裂能力。研究取得以下主要認(rèn)識與結(jié)論:1、隆堯地裂縫帶的地表延伸長度已擴(kuò)展到35km,根據(jù)出露及走向情況可分為三個段落。其中,西段長約11.5km,整體近東西向連續(xù)展布,且具有左旋走滑的特征。地裂縫在地表最大開裂寬度約20cm,最大垂直錯距約30cm,最大左旋走滑位移達(dá)10cm;中段整體上分為南北兩條地裂縫,北部裂縫長約1.2km,走向北東80°,南部地裂縫長約11.8km,走向由近東西向折為北東60°。地裂縫在地表最大開裂寬度約15cm,最大垂直錯距約20cm,最大左旋走滑位移達(dá)8cm;東段長約11.5km,呈北東60°走向斷續(xù)展布,并具有正斷右旋走滑的運(yùn)動特征。地裂縫在地表最大開裂寬度約30cm,垂直錯動不明顯,最大走滑位移達(dá)6cm。剖面上,探槽揭露出地裂縫具有“多分支、多期次”的特點(diǎn),且具有同沉積破裂活動屬性,反映出斷層活動、沉積作用與裂縫活動具有統(tǒng)一的構(gòu)造背景,受統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場控制。2、隆堯地裂縫具有典型的“三向”運(yùn)動特征。其中,以垂直錯動位移為最大,水平拉張次之、水平扭動最弱,三者的比值大約為:1:0.26:0.15。此外,地裂縫的活動特征具有明顯的分段性�？傮w來看,西段活動最強(qiáng),中段次之、東段最弱。其中,西段地裂縫的垂直位錯速率約4.5cm/a,水平張拉速率約1.2cm/a,左旋走滑速率約0.6cm/a;中段地裂縫的垂直位錯速率約3.5cm/a,水平張拉速率約0.9cm/a,左旋走滑速率約0.5cm/a;東段地裂縫活動較弱且斷續(xù)分布,僅偶爾可見串珠狀展布的塌陷坑,不易推算其活動速率。3、在地裂縫的“三向”運(yùn)動影響下,橫跨裂縫的上部建筑物墻體以“彎、剪、扭”的組合受力形式為主,這種受力模式使得房屋建筑發(fā)生不同形式的開裂及“翹曲”變形。4、地裂縫活動帶對建筑物破壞特征的主要影響因素包括:地裂縫活動方式與強(qiáng)度、裂縫帶影響范圍、帶內(nèi)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)以及建筑物與地裂縫的位置交切關(guān)系等因素。其中,地裂縫活動方式與強(qiáng)度是造成建筑物破壞的主動力因素;裂縫帶影響范圍是影響建筑物破壞程度的重要因素;裂縫帶內(nèi)土體物理力學(xué)性質(zhì)是加劇建筑物破壞的影響因素;與地裂縫的位置交切關(guān)系是影響建筑物破壞形式的直接因素。5、數(shù)值模擬結(jié)果表明:隆堯地裂縫穿越房屋基礎(chǔ)時,墻體的變形破壞起始于墻體與下部裂縫相交位置處,并以斜裂縫的方式向上遞進(jìn)擴(kuò)展,其傾向與地裂縫傾向相反�？傮w來看,當(dāng)?shù)亓芽p穿越房屋時,房屋“前、后”墻體的破壞方式與破壞范圍有著明顯的差異。相比于前墻的變形破壞,后墻表現(xiàn)出一定的滯后性,且隨著裂縫走向與房屋交切角的增大,這種滯后效應(yīng)逐漸減弱。此外,除了主墻(前、后墻)明顯的變形破壞以外,其側(cè)墻墻趾處也出現(xiàn)相應(yīng)的塑性應(yīng)變區(qū),且隨著裂縫走向與房屋交切角的增大,側(cè)墻的塑性區(qū)逐漸減小。相比于筏板基礎(chǔ),條形基礎(chǔ)的建筑物破壞更加嚴(yán)重,因此對橫跨地裂縫的建筑物來說,采用筏板基礎(chǔ)要更加合理。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P642.2;TU746
【圖文】：

技術(shù)路線圖

第二章 地裂縫活動作用下建筑物的破壞特征地裂縫以走向 88°向東一直延伸至周張莊村。根據(jù)測量可知周村內(nèi)南北部地裂縫 f1、f2之間大概有 450m 的重疊部分，在平面上共同構(gòu)成了左階式雁列結(jié)構(gòu)形態(tài)（圖 2.2），這表明該處地裂縫具有左旋走滑的運(yùn)動特征。從周村內(nèi)房屋受損程度來看，f1做造成的建筑物最大開裂寬度為 10cm，基礎(chǔ)最大垂直位錯為 6cm；而 f2所造成建筑物的最大開裂寬度為 9cm，最大垂直位錯為 8cm。據(jù)上述分析可以看出 f1、f2在平面形態(tài)、出現(xiàn)時間、活動強(qiáng)度上都具有一致性，且 f1與 f2重疊部分裂縫的走向與村內(nèi)省道 S328 的走向具有很好的一致性。因此推測二者在深部實為一條地裂縫，并受內(nèi)丘-巨鹿斷裂控制，深部裂縫在向上擴(kuò)展的過程中可能受到了地表工程建筑的影響，最終在地表顯現(xiàn)出兩條裂縫。

除此之外，該段地裂縫與虎中村 f4東小段地裂縫不僅在走向具有一致性，而且在活動程度上也具有相似性，尤其是相互間基本處于同一條延長線上，因此該段地裂縫應(yīng)該是 f4裂縫的進(jìn)一步延伸（圖 2.3）。南部裂縫長約 11.8km，整體折現(xiàn)狀線性延伸，從走向上可將其分為東西兩段。其中，f7裂縫自堯家莊東南部約 1.5km 處出現(xiàn)，其以走向SE100°向東延伸至東店馬村，依次途徑西店子村、澧河、東店馬村。該段裂縫最早出現(xiàn)于 2009 年，至今地表延伸長度約 4.3km，連續(xù)性較好，目前最大開裂寬度約 8cm。另外，裂縫 f7與虎中村新發(fā)現(xiàn)的地裂縫 f5在走向上具有一致性，二者均是由西向東延伸的，但 f5出現(xiàn)的時間要晚于 f7，因此，從地裂縫的發(fā)育擴(kuò)張角度來看，二者并無直接聯(lián)系。過東店馬后，裂縫 f8以走向 NE60°向東延伸至任村西農(nóng)田中，依次途徑開河村與馬欄村（圖 2.3）。目前，裂縫地表顯露長約 7.5km，最大寬度約 10cm，且呈南盤下降北盤上升的運(yùn)動狀態(tài)。此外，在東店馬村東（E114°51′36″，N37°18′28″），由于地裂縫的穿越，致使公路兩側(cè)垂直錯動約 10cm，水平約 3cm，從路面的破壞特征來看，此處地裂縫具有右旋走滑特征，這與區(qū)域北東走向的束鹿西緣斷裂的右旋特征一致。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2778161