渭河断裂咸阳段地裂缝特征及成因研究

发布时间：2020-10-31 23:02

　　 地裂缝灾害分布极为广泛,以汾渭盆地最为集中。渭河断裂横贯渭河盆地中部,断裂边缘发育多条同走向张拉地裂缝。咸阳段地裂缝地处渭河断裂南侧,地裂缝灾害长期存在,对当地人民生产生活产生重大影响。因此,研究渭河断裂咸阳段地裂缝特征及成因,有重要意义。本文以“咸阳地区地裂缝地面沉降调查与成因研究”项目为依托,通过大量收集渭河断裂研究资料,了解该地区地裂缝的发育背景及构造格局;其次通过对咸阳段进行多次详细野外勘察,探明了地裂缝的发育特征;对典型地裂缝段使用槽探及钻探手段,分析了咸阳段地裂缝的平面、剖面特征;通过与前人调查成果进行对比,总结出渭河断裂咸阳段地裂缝的时间活动性特征;通过对渭河断裂与地裂缝特征进行对比,概化出地裂缝与渭河断裂的空间展布关系;通过分析地下水监测资料,总结出抽取地下水对地裂缝的诱发机制。最后通过数值模拟,验证了抽取不同深度地下水对地裂缝地面沉降的影响。主要研究成果如下:(1)通过收集资料,分析了渭河断裂地质背景及构造格局,渭河断裂地处固市凹陷与西安凹陷新生代复式地堑型断陷盆地中部,咸阳段位于咸礼凸起渭河铲式断裂正断层上盘,渭河断裂构造运动是地裂缝发育的主因。(2)渭河断裂与咸阳段地裂缝空间分布关系分“y”型与异形“y”型,平面分布关系雁形排列兼具左旋扭动。(3)渭河断裂咸阳段地裂缝时序性特征表现为,20世纪90年代活动性最强,进入21世纪活动性逐渐减弱并趋于稳定。(4)地裂缝空间活动特征表现为深部位错较为明显,但浅部以水平拉张为主,垂直位错特征难以发现。说明早期地裂缝存在位错,活动性强烈,后期基本稳定,抽水诱发地面沉降显现。(5)地裂缝并非断裂全线发育,主要发育在抽水沉降漏斗区,总体上呈现西强东弱,且位于漏斗边缘的断裂带为地裂缝高发区。(6)通过FLAC 3D模拟抽水作用对地裂缝的影响:抽取浅层承压水对地面沉降地裂缝的形成影响作用较抽取深层承压水稍大,但抽取深层承压水对漏斗中心的地面沉降量明显加大;且多孔同时抽取浅层承压水导致地面沉降量与单孔同深度抽水相差无几,但地表沉降范围区及沉降深度明显加大。(7)综上所述,咸阳城区地裂缝成因包括:一是部分古地裂缝在人类活动影响下的复活;二是在区域构造背景所产生的应力场作用下,土体应变在非连续地段的不断积累到一定程度,达到土体临界破裂强度后,土体缓慢失稳破裂的结果;三是隐伏断裂控制作用下,人类过度抽水作用诱发的复合型地裂缝。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P642.2
【部分图文】：

图 2.1 研究区地貌分区图.2 气象水文咸阳地处暖温带，属大陆性季风气候，四季冷热干湿分明。气候温和，光、热、源丰富，利于农、林、牧、副、渔各业发展。年平均温度 9.0-13.2℃，年极端最低-18.6℃，年极端最高气温 41.2℃，年累计光照时数平均为 2017.2-2346.9h。因地形特征，全区可分为两个具有明显差异的气候区：南部平原地区气候温和，分明；北部高原沟壑区，气候稍寒，冬春略长。全区平均降水量 500-600mm，由南递增，50%集中在 7、8、9 月，常常秋雨连绵，久阴不晴。区内河流属黄河水系，主要为渭河，其次为泾河、漆水河。渭河是黄河的最大支流长 818km，年径流量 81.29×108m3/a，在咸阳市内自西向东流过，境内长约 200床宽 400-1000m，河水较浅，平水期最深处仅达 3m，河流曲折，且以侧蚀北岸为主于上游修库筑坝，引水灌溉，渭河平均流量有减小趋势。据咸阳水文站资料，渭河

图 2.3 渭河盆地断块分布图2.4.1 咸礼凸起位于盆地西北部，杨凌——武功——兴平——咸阳以北，陕北台坳以南的广大区域，面积约 2800km2。咸礼凸起基底以碳酸盐岩为特征，主要构造形式为近东西向断裂、产状南倾的正断层为主。东部以泾河断裂及固市凹陷为界；西部与宝鸡凸起相隔，陇县——岐山——哑柏断裂为界；南部以渭河断裂为界与西安凹陷相邻。2.4.2 西安凹陷位于关中盆地南部，为地堑式凹陷。南部断裂构造极为发育，被断层切割成许多相对运动断块，形成断凸和断凹的特殊地貌单元。基底地层形成于古近系，为燕山期花岗岩及元古界变质沉积岩系，盖层最厚处达 7000m，边缘 3500-5000m，面积约 2700km2。地层沉降速度较快，岩性粒度较粗，上新统多为堆积速度相对缓慢的河湖相沉积，断阶的形成受边部断层活动影响，控制沉积的形态。

2.6 水文地质咸阳地区地下水包括第四系松散层孔隙水和碳酸盐岩岩溶水，以地层时代及成因为依据，第四系松散层孔隙水可分为潜水含水层和承压含水层。根据地貌特征及地下水赋存条件，将潜水划分为 3 大含水系统，分别为冲积层空隙含水系统、冲洪积层空隙含水系统以及风积黄土层孔隙——裂隙含水系统。潜水含水层主要地层时代为全新统及中上更新统。承压水含水层均属冲、洪、湖积层孔隙含水系统，主要岩性为砂、砂砾石夹不等厚粉质粘土，地层时代以中下更新统为主。2.6.1 第四系松散层孔隙水2.6.1.1 潜水含水层1．冲积层孔隙含水系统图 2.5 咸阳地区地震动峰值加速度区划图
【参考文献】

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本文编号：2864633