断裂活动与地下水作用下地裂缝成因机制研究

发布时间：2019-08-20 09:26

【摘要】：地裂缝是一种由内、外动力地质作用以及人类活动等因素共同作用形成的一种地表破裂现象,是一种缓慢发展的渐进性地质灾害。自20世纪90年代以来,北京市高丽营镇发育了日益严重的地裂缝灾害,成为北京地区最为活跃的地裂缝灾害区。地裂缝作为一种地面形变灾害,给北京的城市规划开发、地面道路及地下轨道交通建设带来了重大困扰,严重制约了北京市经济社会的可持续发展。基于此,本文以北京高丽营地裂缝为研究对象,开展断裂活动与地下水作用下地裂缝成因机制研究。首先介绍了北京高丽营的区域地质背景,包括气象与水文特征、地形地貌、地层岩性、地质构造以及水文地质条件;在已有研究成果的基础上,阐述了高丽营地裂缝的发育特征,包括高丽营地裂缝概况、活动特征及成因。然后,通过断裂活动与地下水作用下的大型物理模型试验,揭示了断裂错动和地下水位下降作用下地裂缝形成及发育特征,包括地层应力变化规律、地表差异沉降以及裂缝扩展破裂特征。同时,利用FLAC3D有限差分软件,分别建立断裂错动和地下水位变化数值模型,分析了断裂错动和地下水位变化下地层位移与应力变化规律。研究表明高丽营地裂缝受黄庄-高丽营断裂带控制,而地下水的过度开采是其超常活动的主要因素,其中断裂活动对高丽营地裂缝贡献率约为82.9%,地下水对高丽营地裂缝贡献率约为17.1%,高丽营地裂缝的形成是断裂活动与地下水二者共同作用下的结果。本文研究成果对北京城市规划建设及地裂缝灾害防治具有重要的指导意义,也对其他地区城镇化建设中的地裂缝减灾防灾具有一定的借鉴作用和参考价值。
【图文】：

基岩地质图,高丽,板岩,白云岩

图 2.2 研究区基岩地质图系（Qn）：主要由炭质板岩、页岩、白云岩及硅质板岩组成脉入侵导致地层发育不全。-奥陶系（ -O）：地层组成包括白云岩、鲕粒—内碎屑白云辉长闪长玢岩脉穿插。（J）：主要由凝灰岩、复成分砾岩以及安山岩构成，岩性横造断裂发育如图 2.3 所示，高丽营地区稳定性主要受黄庄-高丽高丽营断裂与南口-孙河断裂相隔 3.5km 左右，前人亦有称衙断裂，其南西起自涿州市西城坊，经坨里、黄庄、八里庄、 110km，区内长度 65km，其中平原区长 42km，山区长 23km。东，倾角范围 55～75°，为高角度正断裂，在玉泉路口断裂两

断裂分布,北京地区,高丽

图 2.3 北京地区断裂分布图高丽营断裂具有正断层性质，，即上盘（东南盘）整体下降而下盘（西北盘）基本。研究区裂缝底部与断裂连接，主裂缝位置与断裂位置一致，倾向南东，断95-427.0m。地裂缝监测站数据显示，黄庄一高丽营断裂北段第四纪平均垂直滑动速11-0.17mm/a （徐锡伟等，2002）；桃山水准测点横跨黄庄-高丽营断裂北段, 揭示黄丽营断裂北段为继承性张性活动。场地所在区域 1955-2009 年由于地下水位降低引累积沉降量为 500-600mm，近三年年平均沉降速度为 11.5-13.8mm/a，2009 年的沉率为 20-40mm。有关黄庄-高丽营断裂的形成时代，陈华元曾在《北京八宝山断裂与黄庄—高丽裂初步研究》中说明该断裂形成于八宝山断裂之后。从地层上看，下白垩统直到古、新近系仅分布于黄庄—高丽营断裂以东南的北京凹陷内，它们与断裂西北侧的地呈断层接触。这种现象通常可以解释为断裂活动与新近系沉积同步，是边断边沉。—高丽营断裂可能是从下白垩纪开始到新近纪末，局部地区延续到第四纪，边断边
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P642.2

【引证文献】