抽水作用下先期断裂对地裂缝的影响研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665／2010／18(5)一0651—06抽水作用下先期断裂对地裂缝的影响研究蒋臻蔚①彭建兵①王启耀①②(①长安大学地质工程与测绘学院西安710054)(②长安大学建筑工程学院西安710061)摘要过度抽取地下水和先期存在的断裂构造是西安市地裂缝地质灾害发生的主要原因。作者首先从理论上分析了抽水情况下地裂缝形成的张拉破裂机制、剪切破裂机制和张剪复合破裂机制，并从结构面控制理论分析了先期断裂在地裂缝形成中的控制作用；然后依据比奥三维固结理论，采用FLAC软件建立了西安地裂缝的

2、计算模型，比较了抽水作用时没有先期断裂和地层差异、有先期断裂而没有地层差异、有地层差异而无先期断裂等情况时的地面变形特征，得出抽水作用下，先期断裂对地裂缝的形成及发展具有诱导、隔离和放大的耦合作用，从而得出先期断裂不仅仅只是地裂缝形成的构造基础的结论。关键词抽水地裂缝耦合作用数值模拟中图分类号：P642文献标识码：AINFLUENCEoFPRE．EXISTINGFAULToNGRoUNDFISSURESDURINGPI7MPINGACTIoNJIANGZheBWei①PENGJianbing~WANGQiya0①⑦((~)CollegeofGeolog

3、yEngineeringandGeomatics，ChanganUniversity，Xian710054)((~CollegeofCivelyEngineering，ChanganUniversity，舡an710061)AbstractGround--waterdepletionandpre-existingfaultarethemainfactorsthatcanarousethegroundfissureshazardinXianCity．Firstly，thetensilecrackmechanism，shearcrackmechanism，

4、shearandtensilemultiplemech—anismofthegroundfissuresareanalyzedintheory．Thecontrollingroleofthepre-existingfaultonthecausesofgroundfissuresisanalyzedusingstructuralplanecontrollingtheory．Then，papersetsupanumericalsimulationmodelwiththreedimensionBlot'sconsolidationtheory．Usingth

5、ismodel，thedisplacementsofthreecasesarecorn—pared．Thethreecasesarepumpingwithoutpre—exstingfault，pumpingwithpre-existingfault，pumpingwithoutpre—existingfaultbutwithstratumdiference．Thepaperfindsthatthepre—existingfaultisnotonlythetectonicfounda—tion，butalsohasinduction，amplifica

6、tionandsegregationfunctionsontheformationanddevelopmentofthegroundfissures．KeywordsPumping，Groundfissures，Coupling，Numericalsimulation，Fault女收稿日期：2010-03—30；收到修改稿日期：2010—08—31．基金项目：国家自然科学基金项目(50908018)，国土资源大调查项目(121201064140)．第一作者简介：蒋臻蔚，主要从事工程地质方面的教学与科研工作．Email：dcdgx29@chd．edu．c

7、a652JournalofEngineeringGeology工程地质学报20101引言一b过度抽取地下水是地裂缝形成的重要因素，这是被大多数地裂缝研究者所接受的j，但关于具／r体的成因机制却长期存在较大争议，很多人先后提出了不同的成因机理，归纳起来主要有渗透变形机图1张拉破裂机制理、土层失水收缩变形机理、渗透应力拖曳作用机Fig．1Tensilecrackmachanismofgroundfissure理、差异沉降变形机理和刚性折裂机理等j。a．沉降盆地；b．抽水漏斗．c_中部基底突起其中土层差异沉降变形机理得到更多的人认可，认为这是地裂缝产生的最主

8、要的因素，其它的作切变形与破坏，裂缝自下而上向上发展，贯通到地用只是在某些特殊环境中起主导作用