西安地裂缝活动强度空间信息量模型预测及防治对策

西安地裂缝活动主要受隐伏断裂、构造地貌、承压水头下降值及地面沉降量四大因素影响。本文根据这四个影响因素建立了地裂缝活动强度空间预测信息量模型，预测了2000年地裂缝活动强度总发展趋势。在此基础上，提出了防治地裂缝灾害的对策。     

不同缝面形态地裂缝场地地震响应规律研究∗

地裂缝作为非连续地质界面对场地动力响应的影响是显而易见的,对不同缝面形态地裂缝场地进行地震响应规律研究是进行地裂缝场地建筑物抗震设防的基础。为此以西安典型地裂缝为研究背景,进行了单缝型地裂缝场地动力响应振动台模型试验,获得了地裂缝场地动力响应规律及响应特征;在此基础上通过 MIDAS 数值软件对西安单缝型、“y”字型、正“八”型和倒“八”型地裂缝,以及苏锡常地区基岩潜山型和基岩陡崖型 6 种缝面形态地裂缝场地地震响应规律进行了研究。结果表明：单缝型地裂缝呈现出越靠近地裂缝峰值加速度越大,随着距地裂缝距离越来越远,峰值加速度逐渐减小后趋于稳定的响应规律;“y”字型、正“八”型和倒“八”型地裂缝具有明显的“双峰”特征,即地表峰值加速度在靠近主、次地裂缝处都有明显的增大;基岩潜山型地裂缝场地地震响应规律与西安地区正“八”型地裂缝场地相似具有“双峰”特征,随着距主、次地裂缝距离增加地表峰值加速度逐渐减小后趋于稳定;基岩陡崖型地裂缝场地与西安地区单缝形地裂缝场地地震响应规律相似,但在地裂缝处场地地表峰值加速度响应更加明显,地表峰值加速度曲线更加陡峭。     

论西安次级地裂缝

根据地震勘探结果，提出了西安地裂带由一条主地裂缝和一条规模较大的次级地裂缝组成。次缝位于主缝上盘，具有北倾北降的正断裂性质，并与主缝断裂呈“丫”字型构造，在深度300～500m处的第四系内与主缝汇合。在地表，次缝与主缝之间的距离多在50～120m，其间的地面呈陷落微地貌。地震勘探剖面上的次缝与主缝之间地层比较紊乱，似乎还有更小规模的裂缝构造，构成主缝到次缝间的断裂破碎带。对次缝的成因从区域构造应力场和自重应力场两方面给予了解释，并得到了以前的模拟试验结果和次缝出露地表情况的验证。据地面调查资料，凡次缝活动发育地段，其北侧主缝的活动相对较弱，甚至地表出露不明显。     

河间地区地裂缝分形特征研究

基于分形理论研究了河间地区地裂缝的分布分形、受控分形以及影响分形特征,利用MAT-LAB软件分别计算了地裂缝、活动断裂、地下水、地面沉降等相关物理量的分维值。地裂缝的发育具有自组织性,其分维值的大小及变化反映了地裂缝活动的复杂性。地裂缝平面、剖面分形特征反映了该区域孕裂应力场在平面和纵深方向上的非均一性。地裂缝的形成和发育可以看作是断裂运动的一种调整,影响地裂缝断裂的分维值具有一定的区间。地下水开采、地面沉降作用与地裂缝活动存在很大的关联。     

西安地裂区的岩土工程灾害与治理措施

西安第四纪覆盖层受下伏岩层构造运动、人类工程活动及其它各种自然营力的作用而产生显著的不均匀沉降变形,导致地层出现地裂缝,构成了具有一定地裂缝分布特征、产状与运动特征的地裂区,从而使其中的地基基础与地下工程因地裂缝的发展变化而存在特殊的岩土工程破坏,如地基开裂、基础不均匀变形断裂、衬砌结构开裂或失稳、结构局部应力集中的强度破坏,等等。"点"式建筑的避让法和"线型"地下隧道工程的"局部调整地裂缝变形,兼顾主动适应变形和加强、改善支护结构"法是有效的工程治理方法。前者需要合理确定地裂缝上、下盘的安全距离,后者需要相应的防渗技术与结构措施及耐久、准确的监测技术,以便保证建筑或地下结构的安全运行。     

地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究

以穿越地裂缝带的西安地铁2号线为研究背景,通过数值模拟对地裂缝作用下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的机理进行了研究.研究结果表明:随着上、下盘位错量的增加,地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大,土体的竖向位移也逐渐变大;上盘下降过程中,下盘隧道顶部沉降变形最大,上盘隧道顶部沉降变形最小;隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧,并...     

地震作用下地裂缝场地土体的损伤量化分析∗

为研究地震作用下地裂缝场地的破坏特征和损伤变化规律,以西安f4地裂缝场地为背景,进行振动台模型试验。基于希尔伯特边际谱理论,通过土体内部实测数据对地裂缝场地损伤过程进行分析。结果表明:(1)地震作用下,地裂缝场地上、下盘土体变形不一致导致主裂缝两侧产生张拉应力,使得主裂缝不断开裂、扩展,破裂面为锯齿状,且上盘区域产生的次生裂缝更多;(2)损伤指数的发展规律与试验现象较为吻合,说明此损伤量化方法适用于评价地裂缝场地在地震作用下的损伤特征;(3)地表各测点的损伤指数和峰值加速度分布规律表现出较高的一致性,均在靠近地裂缝处达到最大,随着与地裂缝距离的增大而递减,表现出“上、下盘效应”,土体的损伤状况与输入峰值加速度、土层类别等因素有关。     

陕西韩城城区地裂缝成因浅议

近年来,汾渭地堑多处出现了地裂缝,引起了人们的关注。现就韩城市区两条地裂缝的展布、特征及其成因作一简要论述。 1.地裂缝的位置与特征韩城位于汾渭地堑汾河段西沿,韩城大断裂自西南而北东纵穿全市,地裂缝位于韩城大断裂之下降盘。两条均发育于上更新世(Q_3)黄土层及地表耕作层之中,在地表展布方向各异(图),现分述如下:     

恭城-栗木断裂带活动特征及其与地质灾害的关系

作为广西24条深大断裂之一,恭城-栗木断裂带的现有研究状况与其重要地位极不相称.以断层岩为主要研究内容,从变形结构、变形环境与古应力场等方面人手探讨了断裂带的活动特征,并分析了其与地震和岩溶塌陷等地质灾害成生之间的联系.研究认为:(1)断裂带属脆性一脆韧性变形域,具有多期次的活动历史,新近构造应力场的主压应力轴有自东西方向向西北方向逆时针旋转的作用轨迹;(2)断裂带的变形结构及活动特征与区域地震的发震及其迁移规律相协调.遵循区域地震发震的折返规律,该断裂可能再次活动并成为控震断裂;(3)断裂带对沿线岩溶作用过程和岩溶塌陷的发育具有时空控制作用,其伴生的岩溶塌陷不仅具有高发概率和高危害性,而且具有可循的规律性.     

黄土湿陷地裂缝发育特征与成因机理研究

通过一系列地质调查研究了黄土湿陷地裂缝的发育特征,结合浸水试验分析了地裂缝的成因机理和形成过程。研究结果表明:黄土湿陷地裂缝与浸水坑平行,兼具水平拉张和竖直位错,地裂缝发展演化过程可分为四个阶段。黄土湿陷地裂缝上宽下窄,其宽度和竖直位移均随深度增加而减小,地裂缝发育深度约等于黄土湿陷土层厚度。黄土渗透浸润线与竖直面的夹角随时间逐渐增加,导致湿陷地裂缝逐渐向外扩展。黄土湿陷产生的差异沉降和拉张应变是湿陷地裂缝形成的直接因素,当地面倾斜率达到0.6%,拉应变达到0.002%时,地裂缝出露地表。基于悬臂梁理论提出了湿陷差异沉降产生拉张应力的计算公式,根据本公式可预测黄土湿陷地裂缝的发育位置。     

陕西韩城矿区地表沉降变形研究

陕西韩城市地质灾害类型比较单一，主要是由于对煤炭资源的不合理开采而引起的地裂缝、地面沉降，他们是影响当地经济发展和城乡建设的一个主要因素。对韩城市受灾区的地裂缝特征从天然和人为因素两方面进行了研究，在了解地下预留煤柱分布图后，对地裂缝的形成机理做了理论推导，认识到随着对煤炭资源掠夺式开采的加剧，地裂缝在空间上的分布与煤炭开采的方位有关，地裂缝的发展和开采速度等的关系也很密切。研究结果对韩城矿区的地下采矿有一定的借鉴意义。     

地震作用下结构失稳诱发的塌陷和地裂缝机理分析

分析了地震诱发的地表塌陷和地裂缝机制。通过地裂缝微观机理分析研究发现:(1)地震造成了大量的地裂缝和塌陷,这些破坏的出现与地震发生时造成的瞬间应力变化和结构破坏密切相关;(2)利用结构突变失稳理论来研究岩土体内部结构是可行的。当应力状态满足孔隙结构失稳判别式时,结构元的变形状态将产生一个“跳跃”;(3)地震情况下岩土体颗粒之间有效接触力的增加,使得结构的变形能增大;同时导致颗粒间连接刚度的降低,导致结构的失稳,这些变化又是在瞬间发生和完成的,这就造成了在地震发生时总是伴随着大量的裂缝和塌陷的出现。     

北京平原区隐伏断裂晚第四纪活动性的探测研究

<正> 平原隐伏断裂晚第四纪以来活动性的探测研究包括确定隐伏断层位置,研究其性质和活动性。因此,它对评价平原区重大工程设施的地壳稳定性,研究地震发生的地表地质特征和大震重复等问题都具有重要的理论意义和实际意义。我们在地表地质,微地貌调查的基础上,运用化探、浅层物探、钻探、槽探等综合探测研究方法,对北京平原区的几条主要隐伏断裂进行了探测研究,现将这一研究工作的初步认识简要地介绍如下。     

西安市地面沉降成因机理中的若干问题探讨

针对西安市区的地质环境和地面沉降特征,总结国内外与此相关的研究成果,重点从土层渗流与变形特性、地面沉降和地裂缝的关系、下部地层压密与地面变形关系以及开采地热资源对地面沉降的影响等几个方面分析西安市区地面沉降研究的现状及存在的问题,并针对这些问题提出了几点建议.     

北京顺义区地裂缝分布特征及成因分析

从区域特定的地质环境背景出发,对北京顺义区地裂缝的主要特征进行了初步研究,系统分析了地裂缝地质灾害的成因机制,即区域地质构造、基岩埋深及基岩起伏形态差异、第四纪沉积层厚度及空间分布差异引发地裂缝灾害的内在条件,而长期过量开采地下水是诱发地裂缝灾害的外在因素,并据此提出了几条防治的建议和措施。     

基于主成分分析和支持向量机的苏锡常地区地裂缝危险性预测

地裂缝地质灾害是由多种复杂因素共同导致的岩层、土体开裂现象,常规数学模型难以对地裂缝的危险性做出准确预测。该文首先采用主成分分析(PCA)方法对选取的导水系数、水位、粘性土层厚度、基岩起伏度、基岩埋深5个影响因素提取3个主成分,对导致地裂缝发生的主成分进行了全新的解释,同时引入支持向量机的方法(SVM)建立了基于主成分分析和支持向量机的苏锡常地区地裂缝危险性预测模型。并结合工程实例将预测结果与SVM模型预测结果进行比较分析。结果表明:基于主成分分析和支持向量机的地裂缝危险性预测模型精度较高,具有一定的参考价值,可为预测苏锡常地区地裂缝危险性提供有效依据。     

基于神经网络的跨越地裂缝框架结构地震损伤及预测研究∗

为开展特殊地质环境下结构的损伤分析,以一跨越西安f4地裂缝的五层框架结构为研究对象,基于振动台试验和ABAQUS 有限元分析结果,进行了BP 神经网络模型的模型训练,选取变形和能量组合形式的双参数损伤模型计算结构损伤指标,采用加权系数法,开展了构件、楼层、结构三个层面的损伤预测分析,给出了不同地震作用下结构损伤程度评估。结果表明：地裂缝场地结构表现出明显上下盘效应,结构首层为薄弱层。BP 神经网络损伤预测值与有限元计算值在不同工况下均较为一致,其对于构件、层间、整体结构损伤指数预测最大误差分别为8.86%、5.66%、7.57%,该研究成果为跨越地裂缝结构的性能评估提供一种准确且高效的研究方法。     

再论西安地裂缝的时空观及现实意义

本文依据西安地裂缝的时空观，讨论了地裂缝的发展趋势、地裂缝的对策等热点问题，提出融西安地裂缝研究于广阔的时空环境中、正确评价其微观形态，是深化西安地裂缝研究的唯一正确之路。     

基岩区断裂活动习性研究方法初探——以殷家汇-葛公镇断裂研究为例

对安徽省殷家汇葛公镇断裂旁侧方解石脉进行了野外考察和显微观测。露头上可识别出多期变形事件 ,显微镜下也能鉴别出脉的不同期次的变形特征和变形强度 ,脉的变形强度表现为从早期到晚期 ,脉的变形形态和组构从复杂趋于简单 ,方解石机械双晶从多组、弯曲趋于单组、平直。压性或压剪性脉体变形以交错揉皱为其主要特征 ,而张性、张剪性脉体则多表现为破裂、砾化等脆性变形形态。殷家汇葛公镇断裂宏观和微观系统分析研究为基岩区断裂活动期次及各期变形特征的鉴别研究提供了一个实例。     

基于BP神经网络的地裂缝活动强度预测——以西安地裂缝为例

地裂缝灾害是一个典型灾种,地裂缝给城市建设及地表地下建筑物造成巨大危害。依据西安地裂缝多年监测资料和研究成果,分析西安地裂缝的活动特征和主要影响因素,采用了BP神经网络结合地理信息系统的方法对西安地裂缝活动强度进行预测,在学习过程中结合了聚类,引入了惯性因子,加快了学习时的收敛速度,结果在地理信息系统中以可视化的方式进行显示。经过实际数据验证,取得了良好的效果。