地质学行业分析精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的地质学行业分析主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：地质学行业分析范文

关键词：高丽营；地裂缝；模拟；FLAC3D；避让带

中图分类号：P642文献标识码：A

文章编号：16721683（2013）05008605

地裂缝是一种渐进型地质灾害，在世界上很多国家和地区都有发育，国外如美国、墨西哥、日本等国，国内如西安、大同、苏州、无锡、常州、衡水、邢台、北京等地区。由于地裂缝两侧地质体发生相对差异沉降和水平方向错动与拉张，使得地裂缝所到之处地下设施遭受严重破坏，地表建筑物失稳、道路破裂，不仅严重影响城市规划建设，有时也给人民生命财产造成严重威胁[18]。

在地裂缝研究中，确定地裂缝影响宽度、预测地裂缝活动趋势和活动量预测是亟待解决的重要问题，是制定合理的地裂缝防治措施的前提工作。这些问题直接关系到避让带宽度的设置、工程结构形式的选择、城市规划建设和建设工程安全。对于不可避免的跨地裂缝带建筑物，如果实际避让距离和实际错动量超过了预留避让宽度和预留位移量，造成的社会影响及经济损失难以估量。

利用模型模拟地裂缝是地裂缝研究重要的发展趋势[911]。近年来，长安大学在这方面已开展了卓有成效的工作，并取得了一些重要成果。本文采用FLAC3D软件对北京地区目前发育最强烈的高丽营地裂缝进行模拟研究。

FLAC3D可以模拟岩土或其它材料的三维力学行为，被广泛的应用在边坡稳定性分析、隧道围岩稳定性分析和工程地质数值分析等研究中，并且取得了行业内的普遍认可。

1高丽营地裂缝概况

高丽营地裂缝最早发现于20世纪90年代，地裂缝走向大致呈NE45°-60°，与黄庄-高丽营断裂相一致，由西王路村向北东延伸到北京北六环以外，向西南经唐自头村穿越京承高速公路，沿华都肉鸡场、土沟村、北七家卫生院、普罗旺斯别墅区、八仙别墅小区延展（图1），长度约6 km，裂缝宽度一般几毫米至十几毫米不等，最大200 mm。地裂缝两侧地面明显差异，呈西北高、东南低状态，主要表现为地面塌陷、墙体开裂、地表变形[2，5]。

贾三满等[2]认为高丽营地裂缝为复合型地裂缝，地裂缝受黄庄-高丽营断裂的控制，是黄庄-高丽营断裂的地表迹线，是基底断裂活动在地表浅部的延伸，地裂缝与下部构造断裂面呈明显的重接复合关系，地裂缝形成是断裂蠕滑变形与地下水下降引起的地面差异沉降共同作用的结果。

2研究区地层

研究区内属于温榆河冲洪积扇平原区，南侧有温榆河通过，总体地势为北高南低。温榆河东北侧地块地面高程2663～36.87 m，温榆河西南侧地块地面高程为25.92～3390 m，河床高程约25.0 m，河面宽约200 m。地表均被第四系地层覆盖，沉积物成因类型较简单，以河流的冲积物为主体。地裂缝两侧地层以收集的地热钻孔资料为基础，进行了简化，见表1。表中的物理力学指标为各地层岩组的平均估计值。

3数值模拟方案

根据研究区的水文地质与工程地质条件，以及地裂缝的影响因素。计算模型以黄庄高丽营断裂（地裂缝）为纵轴，长度取3 500 m，在横向以纵轴为基准轴线，下盘侧取1 000 m，上盘侧取1 800 m，即模型宽2 800 m，地面标高北部为35 m，南部为29 m，上盘（东南侧）基岩面标高取-1 084 m，下盘（西北侧）基岩面标高取-429 m。断裂带（地裂缝）宽度暂取10 m。数值模拟的断裂带倾角取76°（图2）。

4数值模拟结果分析

4.1构造应力作用下地裂缝的发展及其影响

篇幅所限，只选择基岩断块垂直错动0.2 m和5 m时的模拟结果进行分析。

当基岩断块垂直错动0.2 m时，垂直沉降分布见图3，水平位移分布见图4，最大主应力分布见图5，最小主应力分布见图6。

当基岩断块垂直错动5 m时，垂直沉降分布见图7，水平位移分布见图8。

在研究区域垂直于地裂缝轴线，选择河流北侧600 m测线，得到测线上的地表沉降、水平位移分布对比曲线（见图9、图10）。可以看出，地裂缝两侧存在明显的差异沉降，在剖面上呈现“牵引挠曲”现象；研究区地表沉降和水平位移随着基岩断块的垂直错动距离增大而增大。

根据地表相近两点的差异沉降与距离，计算测线断面的各部位的地表（地基）平均倾斜值，见表2。计算表明，当基岩断块垂直错动0.2 m时，地表（地基）平均倾斜值大于2‰的区域几乎不存在；当基岩断块垂直错动0.5 m时，地表（地基）平均倾斜值大于2‰的区域长度为距离地裂缝约52 m；当基岩断块垂直错动1 m时，地表（地基）平均倾斜值大于2‰的区域长度为74 m距离，当基岩断块垂直错动2 m时，地表（地基）平均倾斜值大于2‰的区域长度约86 m距离，当基岩断块垂直错动5 m时，地表（地基）平均倾斜值大于2‰的区域长度约130 m距离。

当承压水位降低15 m时，垂直沉降分布见图13、水平位移分布见图14。

在研究区域垂直于地裂缝轴线，选择一条测线（河流北侧500 m），拾取测线上的地表沉降、水平位移，可以得到测线上的地表沉降、水平位移分布对比曲线（图15、图16）。

根据地表相近两点的差异沉降与距离，计算该测线断面的各部位的地表（地基）平均倾斜值，见表3。

从地表沉降、水平位移、应力变化分布对比曲线可知，由于承压水头的降低，地裂缝两侧产生明显的差异沉降，但影响范围较小约10～20 m。研究区地表沉降和水平位移随着承压水头的降低而增大。地裂缝附近的倾斜值较大，随着距离地裂缝越远，倾斜值减小。综合分析认为，地下水作用下，地裂缝附近产生明显的差异沉降，其它部位以均匀沉降为主。

4.3地裂缝区域的安全避让距离

地裂缝区域的安全避让距离应是以地裂缝延展方向为轴线，垂直轴线向两侧（上盘、下盘）确定的保护建（构）筑物的有效距离。模拟结果表明，构造应力和地下水位变化影响下，地裂缝两侧均产生沉降和变形，其中远离地裂缝均产生均匀沉降，对建筑物的影响不大；但在地裂缝附近则产生明显的差异沉降，对建构筑物影响巨大。因此根据各类建筑物地基变形允许值的最严格标准，采用倾斜值0.002（即2‰）控制安全避让带。根据模拟计算结果，地裂缝安全避让距离确定为上盘（包括地裂缝带宽）80 m，下盘10 m，总避让带宽度为90 m。这与多种手段调查、试验、测试和监测结果确定的地裂缝两侧避让距离100.41 m（上盘74.27 m，下盘26.14 m）相近[4]。

5结论

（1）地下水的作用在地裂缝附近（10～20 m）产生明显的差异沉降，其它部位以均匀沉降为主。

（2）根据数值模拟高丽营地裂缝的安全避让距离确定为上盘80 m，下盘10 m，总避让带宽度为90 m。

（3）本次数值模拟假设断裂两侧地层为均质，但实际上断裂两侧地层参数非均一，地裂缝成因比较复杂，所以本次提出的地裂缝避让带宽度只是作为一种参考。

参考文献：

[1]王海刚.北京市顺义地区高丽营地裂缝灾害[J].中国地质灾害与防治学报，2011，22（3）：134.

[2]贾三满，郭萌.从高丽营探槽分析黄庄-高丽营断裂与地裂缝的关系[J].城市地质，2007，4（2）：2428.

[3]贾三满，王海刚，叶超，等.北京地区地裂缝勘察方法研究[J].工程地质学报，2011，（19）：104111.

[4]贾三满.北京市地面沉降监测年度报告[R].北京市水文地质工程地质大队，2010.

[5]王海刚，贾三满，王荣，等.北京顺义地区地裂缝调查与成因分析[J].中国科技论文在线精品论文，2012，21（5）：20552062.

[6]武 强，陈佩佩.我国城市地裂缝灾害问题与对策[J].中国地质灾害与防治学报，2002，13（2）：7072.

[7]门玉明，石玉玲.西安地裂缝研究中的若干重要科学问题[J].地球科学与环境学报，2008，30（2）：172176.

[8]冯利斌.北京未来科技城地裂缝成因机理及其防治对策研究[D].长安大学，2011.

[9]武强，朱斌，李建民，等.断裂带煤矿井巷滞后突水机理数值模拟[J].中国矿业大学学报，2008，37（6）：780785.