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关于地裂缝

yourfeel 2019-7-12 11:17

  一、什么是地裂缝

  地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度裂缝的地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可成为一种地质灾害。

  二、地裂缝能造成哪些危害

  地裂缝是一种独特的城市地质灾害。自20世纪50年代后期发现,1976年唐山大地震以后活动明显加强,特别是进入80年代以来,由于过量抽汲承压水导致的地裂缝两侧不均匀地面沉降进一步加剧了地裂缝的活动,各类地裂缝穿越民居、厂矿、农田,横切道路、水管及各种公共设施,致使建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂,危及一些著名文物古迹的安全,影响人民生活、厂矿生产和安全。

  三、地裂缝有哪些类型

  地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因,常将其分为如下几类:(1)地震裂缝各种地震引起地面的强烈震动,均可产生这类裂缝。

  (2)基底断裂活动裂缝

  由于基底断裂的长期蠕动,使岩体或土层逐渐开裂,并显露于地表而成。

  (3)隐伏裂隙开启裂缝

  发育隐伏裂隙的土体,在地表水或地下水的冲刷、潜蚀作用下,裂隙中的物质被水带走,裂隙向上开启、贯通而成。

  (4)松散土体潜蚀裂缝

  由于地表水或地下水的冲刷、潜蚀、软化和液化作用等,使松散土体中部分颗粒随水流失,土体开裂而成。

  (5)黄土湿陷裂缝

  因黄土地层受地表水或地下水的浸湿,产生沉陷而成。

  (6)胀缩裂缝

  由于气候的干、湿变化,使膨胀土或淤泥质软土产生胀缩变形发展而成。

  (7)地面沉陷裂缝

  因各类地面塌陷、过量开采地下水、矿山地下采空引起地面沉降过程中的岩土体开裂而成。

  (8)滑坡裂缝

  由于斜坡滑动造成地表开裂而成。

  此外,通常还按形成地裂缝的动力原因,即地壳内动力和外动力,将地裂缝分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三大类。前述的(1),(2)类即属构造地裂缝,(4),(5),(6),(7),(8)类为非构造地裂缝,第(3)类应为混合成因地裂缝。

  上述仅是几种主要类型,还有其他类型,这里不再赘述。

  地裂缝灾害也是严重影响我国人民生活、生产建设的主要地质灾害之一,它广泛分布于全国各地,条数成千上万。仅河北、河南、陕西、山西、山东、江苏、安徽7省的不完全统计,已有200个县(市、区)发现地裂缝点746处。在城市中,已出现地裂缝的有西安、大同、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等,其中以西安最为典型和严重。西安地裂缝群分布范围西至唣河,东到纺织城,南起三爻村,北至井上村,面积约155平方千米。它发育在特殊的黄土梁洼地貌的基础上,成带状发育,准平行等间距,NNE向展布,主地裂缝均显示南倾南降特点。

  四、地裂缝发生的原因

  引起地裂缝强烈活动的因素除构造活动外,主要与过量开采承压水引发的地裂缝两侧地面不均匀沉降有关(主要以地裂缝最严重的西安市为例)。

  构造活动。西安断陷一直处于下沉状态,长安-临潼断裂也进行着南升北降的活动,西安11条地裂缝带均处于下降的北盘,其分布及活动均受长安-临潼断裂控制。多年跨断层水准测量资料表明,长安-临潼断裂平均垂向活动速率为3.98毫米/年,约占地裂缝平均垂向活动量的7.3%。

  过量开采承压水是地裂缝活动加剧的主要原因。钻探、地震物探及槽探资料证实,西安地区第四系是由黏性土层与砂、砂砾石层组成的不等厚互层结构。在西安东南郊一带黏性土层较厚,由东南往西北砂层逐渐增多,厚度增大。在黄土梁洼区,黏性土层厚度存在明显的差异,洼地区黏性土层厚度大于黄土梁区。又由于长安-临潼断裂的活动,造成沿地裂缝及其附近产生一定宽度的土体破裂松动带,西安地裂缝上盘松动破裂大于下盘。

  多年来,由于西安市近郊区过量抽汲地下水,致使承压水位大幅度下降,导致地层释水压密,引发了大面积地面沉降。由于地裂缝两侧黏性土层厚度差异与土体松动破裂程度不同,使地裂缝两侧释水压密变形沉降程度不同,进而加剧了地裂缝的垂向活动。据监测资料,不同地段、不同活动速率的地裂缝垂向活动量的70%~90%是差异沉降造成的。

  五、地裂缝的观测和普查

  在我国发育的各类地裂缝中,除地震裂缝外(它常与地震一起研究),以基底断裂活动裂缝的规模和危害最大。它一般分布在活动构造单位之中,如汾渭地堑等,具有明显的方向性,并在水平、垂直方向上均有位移,以西安、大同所发育的最为典型。隐伏裂隙和开启裂缝在分布上具有一定的方向性,规模不大。以陕西泾阳,山西万荣和河北邯郸、正定等地最为典型。地面沉陷裂缝多呈环状,各类矿区、岩溶塌陷区和地面沉降区等均有发育。其他各类裂隙规模较小,分布广泛,一般不具有规则的方向性。松散土体潜蚀裂隙以河南黄泛区和河北、山东等地最为典型。黄土地区,南方膨胀土和淤泥质软土地区,滑坡地带则分别为黄土湿陷裂缝、胀缩裂缝和滑坡裂缝。地震裂缝常与地震活动同时产生,我国各个地震区,例如,唐山、澜沧—耿马、炉霍等地,在地震中均产生了大量的这类裂缝。

  对于地裂缝的监测主要采用以下方法:①采用YDD-A型音频大地电场仪对地形、地质构造复杂又有覆盖层的基岩山区进行勘测,确定地裂缝的深度及其延伸情况,优于其他物探方法。如在长江三峡河谷岸坡—链子崖危险(开裂)岩体中应用效果就较好。②浅层高分辨纵波反射法。在西安地裂缝研究工作中证明,用此方法可以根据地震剖面图上反射层位的错断和缺失,推断第四纪松散层中的断层。这是研究新构造活动的一种手段。由于采用了浅层地震反射法,快速地查明了地表地裂缝下存在有第四纪断层,因而为西安地裂缝的成因及地裂缝——断层模式提供了较有价值的资料。③裂缝位移观测,这是常规的方法。即在地表裂缝两侧定点观测位移变化情况。

  在各类地裂缝中,除地裂缝和基底断裂活动裂缝外,其他各类均能人为地加以控制和防御,甚至避免和根除。而对地震裂缝和基底断裂活动裂缝,目前的技术手段还难以抗御。改善人类活动和一些治理措施只能起到一定的减轻作用。在目前的技术水平和认识状况下,各类工程建筑绕、避这类裂缝区段,是一种最为有效的减灾措施。例如,地裂缝灾害严重的西安市,制定了《地裂区建筑场地勘查设计暂行条例》,规定各类建筑物按其类型和重要程度在地裂缝两侧各避让一定的距离,这对减轻西安的地裂缝灾害起了重要的作用。
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