汾渭盆地地裂縫災害

論述了汾渭盆地地裂縫形成的地質背景；通過大量野外調查，系統總結了汾渭盆地地裂縫在拉張盆地區羣發、沿活動斷裂帶集中、順地貌變異帶展布、在地面沉降區出露、在黃土濕陷區散佈的發育分佈規律；通過各種勘探和監測手段，發現了汾渭盆地地裂縫走向分段、平面分支、垂向分異、剖面分帶的立體結構特徵，揭示了其垂直位錯為主、水平拉裂較小、水平扭動甚微的運動規律以及週期性開裂、分段活動性差異和人類營力增強的活動規律；通過模型試驗、數值模擬和理論分析，揭示了地裂縫的區域羣發機制、盆地同生機制、斷裂共生機制和水動力再生機制，提出了構造控縫、應力導縫、抽水擴縫和浸水開縫的地裂縫成因理論；揭示了工程建(構)築物在地裂縫活動下的致災規律，提出了控制採水、合理避讓、適應變形、局部加固的減災技術；研究了高鐵與地裂縫相交以及地鐵與地裂縫小角度相交時的變形破壞特徵及致災機理，提出了高鐵及地鐵工程的地裂縫減災技術體系。

目錄

前言

第1章汾渭盆地地裂縫形成的大陸動力學背景1

1.1大同盆地地裂縫地面沉降形成的地質背景2

1.1.1區域構造演化背景2

1.1.2深部構造模型2

1.1.3基底構造模型3

1.1.4第四紀結構模型4

1.1.5水文地質結構模型5

1.1.6活動構造模型-斷層活動6

1.1.7地震活動7

1.1.8構造應力場7

1.2太原盆地地裂縫地面沉降形成的地質背景8

1.2.1區域構造演化背景9

1.2.2深部構造模型9

1.2.3基底構造模型10

1.2.4第四繫結構模型11

1.2.5水文地質結構模型12

1.2.6活動構造模型斷層活動13

1.2.7地震活動15

1.2.8構造應力場15

1.3臨汾盆地地裂縫地面沉降形成的地質背景15

1.3.1區域構造演化背景15

1.3.2深部構造模型17

1.3.3基底構造模型18

1.3.4第四繫結構模型19

1.3.5永文地質結構模型20

1.3.6活動構造模型-斷層活動21

1.3.7地震活動22

1.3.8構造應力場23

1.4運城盆地地裂縫地面沉降形成的地質背景23

1.4.1區域構造演化背景24

1.4.2深部構造模型24

1.4.3基底構造模型25

1.4.4第四繫結構模型26

1.4.5水文地質結構模型28

1.4.6活動構造模型-斷層活動29

1.4.7地震活動31

1.4.8構造應力場31

1.5渭河盆地地裂縫地面沉降形成的地質背景31

1.5.1區域構造演化背景32

1.5.2深部構造模型33

1.5.3基底構造模型35

1.5.4第四繫結構模型36

1.5.5水文地質結構模型37

1.5.6活動構造模型斷層活動38

1.5.7地震活動39

1.5.8構造應力場39

第2章大同盆地地裂縫41

2.1地裂縫區域分佈規律41

2.1.1歷史與現狀概況41

2.1.2地裂縫分佈規律42

2.1.3地裂縫發育特徵及活動性43

2.2大同市地裂縫44

2.2.1大同市地裂縫分佈及特徵44

2.2.2大同市地裂縫成因分析47

2.3大同應縣地裂縫51

2.3.1應縣石莊村地裂縫基本特徵51

2.3.2應縣石莊村地裂縫成困分析65

第3章太原盆地地裂縫74

3.1地裂縫區域分佈規律74

3.1.1歷史與現狀概況74

3.1.2地裂縫分佈規律80

3.2晉中交城文水地裂縫82

3.2.1地裂縫概況83

3.2.2地裂縫的平面分佈特徵85

3.2.3地裂縫的剖面特徵87

3.2.4地裂縫的活動特徵94

3.2.5地裂縫的成因模式96

3.3祁縣太谷地裂縫97

3.3.1地裂縫概況97

3.3.2地裂縫的發育特徵101

3.3.3孕災條件109

3.3.4成因模式114

3.4其他地裂縫115

3.4.1新勝地裂縫115

3.4.2襄垣地裂縫119

第4章臨汾盆地地裂縫122

4.1地裂縫區域分佈規律122

4.1.1歷史與現狀概況122

4.1.2地裂縫分佈規律125

4.1.3地裂縫發育特徵及活動性129

4.2羅雲山山前地裂縫130

4.2.1地裂縫平面特徵及發育情況131

4.2.2地裂縫的剖面特徵133

4.2.3地裂縫的活動特徵137

4.2.4地裂縫的成因模式139

4.3臨汾高堆地裂縫141

4.3.1地裂縫概況141

4.3.2地裂縫的平面特徵141

4.3.3地裂縫的剖面特徵143

4.3.4地裂縫的活動特徵145

4.3.5地裂縫成因模式146

4.4臨汾北張地裂縫148

4.4.1地裂縫概況及分佈特徵148

4.4.2地裂縫的剖面特徵149

4.5臨汾澤掌地裂縫151

4.5.1地裂縫概況及分佈特徵151

4.5.2地裂縫的剖面特徵153

第5章運城盆地及峨眉台地地裂縫159

5.1地裂縫區域分佈規律160

5.1.1歷史與現狀概況160

5.1.2地裂縫的分佈規律160

5.1.3地裂縫發育特徵及活動性161

5.2青龍河谷地塹地裂縫166

5.2.1平面展布特徵166

5.2.2地裂縫的破壞特徵167

5.2.3地裂縫的運動特徵170

5.2.4剖面結構特徵172

5.3青龍河谷地塹地裂縫成因分析176

5.3.1地裂縫與隱伏斷裂的關係176

5.3.2地裂縫與深部構造的關係178

5.3.3地裂縫與超采地下水的關係178

5.3.4地裂縫與表水作用的關係180

5.4萬榮城關變電站地裂縫183

5.4.1地裂縫發展概況及分佈183

5.4.2地裂縫的破壞特徵183

5.4.3地裂縫的剖面特徵186

5.5峨眉台地地裂縫成因分析188

5.5.1變電站場地濕陷性188

5.5.2牆體和地面拱翹的原因189

5.5.3牆體和地面開裂的原因190

5.5.4牆體和地面水平錯動的原因190

5.5.5地裂縫成因模式190

第6章渭河盆地地裂縫192

6.1地裂縫區域分佈規律192

6.1.1歷史與現狀概況192

6.1.2地裂縫分佈規律194

6.1.3地裂縫發育特徵及活動性195

6.2口鎮-關山地裂縫198

6.2.1咸陽市涇陽縣口鎮地震台地裂縫198

6.2.2咸陽市涇陽縣蔣路鄉蒙溝村張家組地裂縫201

6.2.3地裂縫的成因機理205

6.2.4涇陽地裂縫206

6.3三原-富平地裂縫209

6.3.1渭南市富平縣南社鄉亭子村地裂縫211

6.3.2咸陽市三原縣陵前鎮雙槐樹村地裂縫215

6.3.3渭南市富平縣美原鎮美原村地裂縫221

6.4大荔地裂縫224

6.4.1地裂縫基本特徵224

6.4.2地裂縫成因機理分析229

6.5咸陽興平地裂縫231

6.5.1咸陽興平市北吳磚廠地裂縫231

6.5.2咸陽興平市西吳磚廠地裂縫233

6.5.3地裂縫的成因機理233

第7章汾渭盆地典型地區地面沉降發育規律、成因與防控研究235

7.1汾渭盆地地面沉降發育特徵236

7.1.1汾渭盆地內地面沉降發育總體特徵236

7.1.2大同市地面沉降發育規律237

7.1.3太原盆地地面沉降發育規律240

7.1.4臨汾盆地地面沉降發育規律244

7.1.5運城盆地地面沉降發育規律246

7.1.6渭河盆地地面沉降發育規律249

7.2太原盆地地面沉降模型研究251

7.2.1太原盆地地面沉降研究現狀251

7.2.2太原盆地地面沉降研究技術路線253

7.2.3太原盆地水文地質概念模型254

7.2.4三維水土耦合模型256

7.2.5水土耦合數值模型258

7.3太原盆地地面沉降成因分析281

7.4太原盆地地面沉降控制方案282

7.4.1現狀開採條件下的模型預測282

7.4.2方案條件下的模型預測284

7.4.3方案二條件下的模型預測286

7.4.4方案三條件下的模型預測288

7.5地面沉降與地裂縫鏈生機制——以太原盆地為例292

7.5.1地裂縫與地下水開採及地面沉降的關係292

7.5.2太原盆地地裂縫的成因機制296

7.5.3地裂縫與地下水開採及地面沉降的鏈生關係298

第8章地裂縫三維地震探測新技術及其應用300

8.1野外數據採集方法及數據處理300

8.1.1採集方法及參數300

8.1.2三維地震數據處理304

8.2地裂縫反射特徵及信息識別306

8.2.1振幅法306

8.2.2地裂縫增強濾波308

8.2.3方差體技術308

8.2.4相干體屬性311

8.2.5瞬時屬性313

8.2.6氣煙囱屬性317

8.3場地地裂縫三維可視化解譯與立體結構318

8.3.1層位解釋成果319

8.3.2斷層解釋成果319

8.3.3構造總體解釋325

8.3.4成果驗證325

第9章黃土開裂力學機制與地裂縫成因關係329

9.1黃土三軸拉伸破裂特性試驗329

9.1.1裂隙黃土三軸拉伸破裂特性329

9.1.2重塑黃土拉伸試驗成果分析336

9.2平面應變條件下裂隙性黃土剪切帶試驗340

9.2.1黃土的平面應變試驗340

9.2.2剪切帶形成過程及特徵345

9.2.3黃土在平面應變條件下的局部化變形特徵350

9.3裂隙性黃土的減壓三軸壓縮試驗354

9.3.1試樣的製備及試驗方法354

9.3.2裂隙性黃土的應力應變特徵355

9.3.3裂隙性黃土的變形特徵358

9.3.4裂隙性黃土的破壞類型及特徵359

9.4黃土開裂力學機制與地裂縫成因聯繫361

9.4.1黃土拉伸破裂特性與地裂縫開裂擴展關係分析361

9.4.2裂隙黃土剪切破裂特性與地裂縫開裂擴展關係分析368

第10章汾渭盆地地裂縫成因機理綜合研究370

10.1多個盆地地裂縫的羣發機制370

10.1.1地質背景370

10.1.2汾渭盆地地裂縫發育規律371

10.1.3汾渭盆地地裂縫羣發機制374

10.2單個盆地地裂縫的同生機制378

10.2.1渭河盆地構造格局與地裂縫發育現狀及同生特徵379

10.2.2渭河盆地地裂縫同生機制382

10.2.3討論與結論388

10.3同一構造帶地裂縫的共生機制389

10.3.1地裂縫的平、剖面組合特徵390

10.3.2斷裂與地裂縫共生模式397

10.3.3成因機制的力學分析400

10.3.4討論與結論404

10.4抽水作用的地裂縫擴展機制404

10.4.1抽水作用地裂縫擴展機制概述404

10.4.2無先存斷裂張裂型地裂縫405

10.4.3無先存斷裂剪切型地裂縫405

10.4.4有先存斷裂型地裂縫406

10.4.5西安地裂縫的數值模擬 ^[1-2]