西安地铁二号线沿线地裂缝成因机理分析

论文摘要

地裂缝是西安地区典型的地质灾害,对各类工程建筑、交通设施、城市生命线工程及土地资源造成破坏,几十年的时间已给古城西安的城市建设带来了巨大的经济损失,给人民生活带来不便。目前,西安地铁正处建设中,地铁线路穿越了数条地裂缝,地裂缝活动将对地铁施工和安全运营产生不利影响。因此,分析和研究地铁沿线地裂缝分布和活动规律、成因机理对西安市地铁工程及其它工程建设具有重要的指导意义。本文结合笔者参与的地铁二号线地裂缝勘察项目成果及以往资料,首先介绍了地铁二号线沿线地裂缝的分布情况和活动规律。沿线地裂缝主要包括西安地裂缝、西安长安区的地裂缝及次级裂缝f0。二号线线路穿越了西安地裂缝中的11条主地裂缝和2条次生地裂缝,以及3条长安地裂缝。其次,本文以西安地裂缝为重点分析了地铁二号线沿线地裂缝的成因机理。通过对大量勘探资料和地下水、地面沉降观测资料的分析,认为西安地裂缝是在构造基础上,由于抽汲深层承压水激化产生并超常活动的;沿线其它地裂缝是由于地貌界限附近地层结构差异、地层结构相同岩土物理力学性质差异或者构造原因而产生的。同时,本文通过二维有限元软件对抽汲地下水引起的地裂缝带两侧差异沉降进行了模拟,结果表明:在地层错动生长结构基础上,抽水能够引起地裂缝活动并使其活动加剧。最后,本文简要分析了地裂缝的影响因素及成灾机理,并在此基础上提出地裂缝灾害的防治对策和建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外地裂缝研究现状
• 1.2.2 国内地裂缝研究现状
• 1.3 本文研究内容及研究思路
• 第二章 西安地区区域构造背景及地质环境
• 2.1 西安地区构造分区
• 2.2 西安地区构造活动
• 2.2.1 西安地区活动断裂
• 2.2.2 垂直地形变特点
• 2.3 西安地区地貌特征
• 2.3.1 构造地貌与地层结构
• 2.3.2 西安盆岭地貌
• 2.4 西安地区地层岩性
• 2.5 西安地区水文地质条件
• 第三章 西安地铁二号线沿线地裂缝概况
• 3.1 西安地裂缝概况
• 3.1.1 西安地裂缝分布情况
• 3.1.2 西安地裂缝基本特征
• 3.1.3 西安地裂缝活动特征
• 3.2 沿线其它地裂缝概况
• 第四章 西安地铁二号线沿线地裂缝成因机理分析
• 4.1 地裂缝的成因分类
• 4.2 西安地裂缝的成因机理
• 4.2.1 西安地裂缝的构造基础
• 4.2.2 地下水开采与西安地裂缝
• 4.2.3 西安地裂缝成因综合分析
• 4.3 沿线其它地裂缝成因分析
• 4.3.1 长安地裂缝
• 4.3.2 长安酒厂地裂缝
• 0'>4.3.3 次级裂缝f₀
• 4.4 小结
• 第五章 抽汲地下水引起地裂缝活动的有限元模拟
• 5.1 PLAXIS 有限元概述
• 5.2 本构模型的选取
• 5.3 PLAXIS 有限元分析
• 5.3.1 模型的建立
• 5.3.2 模型1 的模拟计算和分析
• 5.3.3 模型2 的模拟计算和分析
• 5.3.4 模拟分析小结
• 第六章 地裂缝灾害防治对策
• 6.1 地裂缝形成和活动的影响因素
• 6.1.1 地质地貌环境因素
• 6.1.2 自然因素
• 6.1.3 人类活动
• 6.2 地裂缝的致灾机理
• 6.3 地裂缝防治对策
• 6.3.1 构造成因、综合成因地裂缝防治措施
• 6.3.2 非构造地裂缝防治措施
• 6.3.3 控制地下水开采和实施地裂缝监测
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢