目錄
前言
第1章 汾渭盆地地裂縫形成的大陸動力學背景 1
1.1 大同盆地地裂縫地面沉降形成的地質(zhì)背景 2
1.1.1 區(qū)域構(gòu)造演化背景 2
1.1.2 深部構(gòu)造模型 2
1.1.3 基底構(gòu)造模型 3
1.1.4 第四紀結(jié)構(gòu)模型 4
1.1.5 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型 5
1.1.6 活動構(gòu)造模型-斷層活動 6
1.1.7 地震活動 7
1.1.8 構(gòu)造應力場 7
1.2 太原盆地地裂縫地面沉降形成的地質(zhì)背景 8
1.2.1 區(qū)域構(gòu)造演化背景 9
1.2.2 深部構(gòu)造模型 9
1.2.3 基底構(gòu)造模型 10
1.2.4 第四系結(jié)構(gòu)模型 11
1.2.5 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型 12
1.2.6 活動構(gòu)造模型斷層活動 13
1.2.7 地震活動 15
1.2.8 構(gòu)造應力場 15
1.3 臨汾盆地地裂縫地面沉降形成的地質(zhì)背景 15
1.3.1 區(qū)域構(gòu)造演化背景 15
1.3.2 深部構(gòu)造模型 17
1.3.3 基底構(gòu)造模型 18
1.3.4 第四系結(jié)構(gòu)模型 19
1.3.5 永文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型 20
1.3.6 活動構(gòu)造模型-斷層活動 21
1.3.7 地震活動 22
1.3.8 構(gòu)造應力場 23
1.4 運城盆地地裂縫地面沉降形成的地質(zhì)背景 23
1.4.1 區(qū)域構(gòu)造演化背景 24
1.4.2 深部構(gòu)造模型 24
1.4.3 基底構(gòu)造模型 25
1.4.4 第四系結(jié)構(gòu)模型 26
1.4.5 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型 28
1.4.6 活動構(gòu)造模型-斷層活動 29
1.4.7 地震活動 31
1.4.8 構(gòu)造應力場 31
1.5 渭河盆地地裂縫地面沉降形成的地質(zhì)背景 31
1.5.1 區(qū)域構(gòu)造演化背景 32
1.5.2 深部構(gòu)造模型 33
1.5.3 基底構(gòu)造模型 35
1.5.4 第四系結(jié)構(gòu)模型 36
1.5.5 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型 37
1.5.6 活動構(gòu)造模型斷層活動 38
1.5.7 地震活動 39
1.5.8 構(gòu)造應力場 39
第2章 大同盆地地裂縫 41
2.1 地裂縫區(qū)域分布規(guī)律 41
2.1.1 歷史與現(xiàn)狀概況 41
2.1.2 地裂縫分布規(guī)律 42
2.1.3 地裂縫發(fā)育特征及活動性 43
2.2 大同市地裂縫 44
2.2.1 大同市地裂縫分布及特征 44
2.2.2 大同市地裂縫成因分析 47
2.3 大同應縣地裂縫 51
2.3.1 應縣石莊村地裂縫基本特征 51
2.3.2 應縣石莊村地裂縫成困分析 65
第3章 太原盆地地裂縫 74
3.1 地裂縫區(qū)域分布規(guī)律 74
3.1.1 歷史與現(xiàn)狀概況 74
3.1.2 地裂縫分布規(guī)律 80
3.2 晉中交城文水地裂縫 82
3.2.1 地裂縫概況 83
3.2.2 地裂縫的平面分布特征 85
3.2.3 地裂縫的剖面特征 87
3.2.4 地裂縫的活動特征 94
3.2.5 地裂縫的成因模式 96
3.3 祁縣太谷地裂縫 97
3.3.1 地裂縫概況 97
3.3.2 地裂縫的發(fā)育特征 101
3.3.3 孕災條件 109
3.3.4 成因模式 114
3.4 其他地裂縫 115
3.4.1 新勝地裂縫 115
3.4.2 襄垣地裂縫 119
第4章 臨汾盆地地裂縫 122
4.1 地裂縫區(qū)域分布規(guī)律 122
4.1.1 歷史與現(xiàn)狀概況 122
4.1.2 地裂縫分布規(guī)律 125
4.1.3 地裂縫發(fā)育特征及活動性 129
4.2 羅云山山前地裂縫 130
4.2.1 地裂縫平面特征及發(fā)育情況 131
4.2.2 地裂縫的剖面特征 133
4.2.3 地裂縫的活動特征 137
4.2.4 地裂縫的成因模式 139
4.3 臨汾高堆地裂縫 141
4.3.1 地裂縫概況 141
4.3.2 地裂縫的平面特征 141
4.3.3 地裂縫的剖面特征 143
4.3.4 地裂縫的活動特征 145
4.3.5 地裂縫成因模式 146
4.4 臨汾北張地裂縫 148
4.4.1 地裂縫概況及分布特征 148
4.4.2 地裂縫的剖面特征 149
4.5 臨汾澤掌地裂縫 151
4.5.1 地裂縫概況及分布特征 151
4.5.2 地裂縫的剖面特征 153
第5章 運城盆地及峨眉臺地地裂縫 159
5.1 地裂縫區(qū)域分布規(guī)律 160
5.1.1 歷史與現(xiàn)狀概況 160
5.1.2 地裂縫的分布規(guī)律 160
5.1.3 地裂縫發(fā)育特征及活動性 161
5.2 青龍河谷地塹地裂縫 166
5.2.1 平面展布特征 166
5.2.2 地裂縫的破壞特征 167
5.2.3 地裂縫的運動特征 170
5.2.4 剖面結(jié)構(gòu)特征 172
5.3 青龍河谷地塹地裂縫成因分析 176
5.3.1 地裂縫與隱伏斷裂的關(guān)系 176
5.3.2 地裂縫與深部構(gòu)造的關(guān)系 178
5.3.3 地裂縫與超采地下水的關(guān)系 178
5.3.4 地裂縫與表水作用的關(guān)系 180
5.4 萬榮城關(guān)變電站地裂縫 183
5.4.1 地裂縫發(fā)展概況及分布 183
5.4.2 地裂縫的破壞特征 183
5.4.3 地裂縫的剖面特征 186
5.5 峨眉臺地地裂縫成因分析 188
5.5.1 變電站場地濕陷性 188
5.5.2 墻體和地面拱翹的原因 189
5.5.3 墻體和地面開裂的原因 190
5.5.4 墻體和地面水平錯動的原因 190
5.5.5 地裂縫成因模式 190
第6章 渭河盆地地裂縫 192
6.1 地裂縫區(qū)域分布規(guī)律 192
6.1.1 歷史與現(xiàn)狀概況 192
6.1.2 地裂縫分布規(guī)律 194
6.1.3 地裂縫發(fā)育特征及活動性 195
6.2 口鎮(zhèn)-關(guān)山地裂縫 198
6.2.1 咸陽市涇陽縣口鎮(zhèn)地震臺地裂縫 198
6.2.2 咸陽市涇陽縣蔣路鄉(xiāng)蒙溝村張家組地裂縫 201
6.2.3 地裂縫的成因機理 205
6.2.4 涇陽地裂縫 206
6.3 三原-富平地裂縫 209
6.3.1 渭南市富平縣南社鄉(xiāng)亭子村地裂縫 211
6.3.2 咸陽市三原縣陵前鎮(zhèn)雙槐樹村地裂縫 215
6.3.3 渭南市富平縣美原鎮(zhèn)美原村地裂縫 221
6.4 大荔地裂縫 224
6.4.1 地裂縫基本特征 224
6.4.2 地裂縫成因機理分析 229
6.5 咸陽興平地裂縫 231
6.5.1 咸陽興平市北吳磚廠地裂縫 231
6.5.2 咸陽興平市西吳磚廠地裂縫 233
6.5.3 地裂縫的成因機理 233
第7章 汾渭盆地典型地區(qū)地面沉降發(fā)育規(guī)律、成因與防控研究 235
7.1 汾渭盆地地面沉降發(fā)育特征 236
7.1.1 汾渭盆地內(nèi)地面沉降發(fā)育總體特征 236
7.1.2 大同市地面沉降發(fā)育規(guī)律 237
7.1.3 太原盆地地面沉降發(fā)育規(guī)律 240
7.1.4 臨汾盆地地面沉降發(fā)育規(guī)律 244
7.1.5 運城盆地地面沉降發(fā)育規(guī)律 246
7.1.6 渭河盆地地面沉降發(fā)育規(guī)律 249
7.2 太原盆地地面沉降模型研究 251
7.2.1 太原盆地地面沉降研究現(xiàn)狀 251
7.2.2 太原盆地地面沉降研究技術(shù)路線 253
7.2.3 太原盆地水文地質(zhì)概念模型 254
7.2.4 三維水土耦合模型 256
7.2.5 水土耦合數(shù)值模型 258
7.3 太原盆地地面沉降成因分析 281
7.4 太原盆地地面沉降控制方案 282
7.4.1 現(xiàn)狀開采條件下的模型預測 282
7.4.2 方案條件下的模型預測 284
7.4.3 方案二條件下的模型預測 286
7.4.4 方案三條件下的模型預測 288
7.5 地面沉降與地裂縫鏈生機制——以太原盆地為例 292
7.5.1 地裂縫與地下水開采及地面沉降的關(guān)系 292
7.5.2 太原盆地地裂縫的成因機制 296
7.5.3 地裂縫與地下水開采及地面沉降的鏈生關(guān)系 298
第8章 地裂縫三維地震探測新技術(shù)及其應用 300
8.1 野外數(shù)據(jù)采集方法及數(shù)據(jù)處理 300
8.1.1 采集方法及參數(shù) 300
8.1.2 三維地震數(shù)據(jù)處理 304
8.2 地裂縫反射特征及信息識別 306
8.2.1 振幅法 306
8.2.2 地裂縫增強濾波 308
8.2.3 方差體技術(shù) 308
8.2.4 相干體屬性 311
8.2.5 瞬時屬性 313
8.2.6 氣煙囪屬性317
8.3 場地地裂縫三維可視化解譯與立體結(jié)構(gòu) 318
8.3.1 層位解釋成果 319
8.3.2 斷層解釋成果 319
8.3.3 構(gòu)造總體解釋 325
8.3.4 成果驗證 325
第9章 黃土開裂力學機制與地裂縫成因關(guān)系 329
9.1 黃土三軸拉伸破裂特性試驗 329
9.1.1 裂隙黃土三軸拉伸破裂特性 329
9.1.2 重塑黃土拉伸試驗成果分析 336
9.2 平面應變條件下裂隙性黃土剪切帶試驗 340
9.2.1 黃土的平面應變試驗 340
9.2.2 剪切帶形成過程及特征 345
9.2.3 黃土在平面應變條件下的局部化變形特征 350
9.3 裂隙性黃土的減壓三軸壓縮試驗 354
9.3.1 試樣的制備及試驗方法 354
9.3.2 裂隙性黃土的應力應變特征 355
9.3.3 裂隙性黃土的變形特征 358
9.3.4 裂隙性黃土的破壞類型及特征 359
9.4 黃土開裂力學機制與地裂縫成因聯(lián)系 361
9.4.1 黃土拉伸破裂特性與地裂縫開裂擴展關(guān)系分析 361
9.4.2 裂隙黃土剪切破裂特性與地裂縫開裂擴展關(guān)系分析 368
第10章 汾渭盆地地裂縫成因機理綜合研究 370
10.1 多個盆地地裂縫的群發(fā)機制 370
10.1.1 地質(zhì)背景 370
10.1.2 汾渭盆地地裂縫發(fā)育規(guī)律 371
10.1.3 汾渭盆地地裂縫群發(fā)機制 374
10.2 單個盆地地裂縫的同生機制 378
10.2.1 渭河盆地構(gòu)造格局與地裂縫發(fā)育現(xiàn)狀及同生特征 379
10.2.2 渭河盆地地裂縫同生機制 382
10.2.3 討論與結(jié)論 388
10.3 同一構(gòu)造帶地裂縫的共生機制 389
10.3.1 地裂縫的平、剖面組合特征 390
10.3.2 斷裂與地裂縫共生模式 397
10.3.3 成因機制的力學分析 400
10.3.4 討論與結(jié)論 404
10.4 抽水作用的地裂縫擴展機制 404
10.4.1 抽水作用地裂縫擴展機制概述 404
10.4.2 無先存斷裂張裂型地裂縫 405
10.4.3 無先存斷裂剪切型地裂縫 405
10.4.4 有先存斷裂型地裂縫 406
10.4.5 西安地裂縫的數(shù)值模擬 412
10.5 浸水作用的地裂縫開裂機制 414
10.5.1 黃土濕陷機理及土體開裂模式 415
10.5.2 溶蝕潛蝕致裂作用機理 418
10.5.3 水壓致裂機理 422
10.5.4 浸水作用地裂縫開啟機理實例分析 425
10.6 汾渭盆地地裂縫的成因類型 428
第11章 地裂縫對高鐵工程的危害及減災措施研究 431
11.1 高速鐵路沿線地裂縫分布特征與危害性評價 431
11.1.1 大同-運城北高鐵沿線地裂縫總體分布特征 431
11.1.2 大同-運城北高鐵沿線地裂縫的基本特征及評價 435
11.1.3 大同-運城北高速鐵路沿線地裂縫活動性與危害性評價 435
11.2 地裂縫對高速鐵路工程危害的物理模擬試驗研究 439
11.2.1 高鐵路基小角度穿越地裂縫帶的變形破壞機制研究 439
11.2.2 高鐵路基大角度穿越地裂縫帶的變形破壞機制研究 447
11.2.3 高速鐵路橋梁跨越地裂縫帶的變形破壞機制研究 455
11.3 地裂縫對高速鐵路工程危害的數(shù)值模擬研究 459
11.3.1 高鐵路基小角度穿越地裂縫帶的數(shù)值模擬研究 459
11.3.2 高鐵路基大角度穿越地裂縫帶數(shù)值模擬研究 466
11.3.3 高速鐵路橋梁跨越地裂縫帶的數(shù)值模擬研究 470
11.4 高速鐵路工程地裂縫減災措施研究 478
11.4.1 路基工程的對策與措施 478
11.4.2 橋梁工程的對策與措施 480
11.5 小結(jié) 481
第12章 地裂縫對地鐵工程的危害及減災措施研究 483
12.1 鐵隧道與地裂縫小角度相交的]_程病害與減災措施 483
12.1.1 地鐵隧道小角度穿越地裂縫帶的大型模型試驗 483
12.1.2 地鐵隧道小角度穿越地裂縫帶性狀的數(shù)值模擬 491
12.1.3 地鐵隧道小角度穿越地裂縫帶結(jié)構(gòu)減災措施 506
12.2 地鐵隧道與地裂縫近距離平行的]_程病害與減災措施 510
12.2.1 近距離平行地裂縫條件下地鐵隧道性狀的FLAC 3D模擬 510
12.2.2 地鐵隧道近距離平行地裂縫帶的大型模型試驗 515
12.2.3 地鐵隧道近距離平行地裂縫帶的防治措施 525
12.3 地裂縫環(huán)境下地鐵隧道-地層動力相互作用研究 527
12.3.1 馬蹄形斷面地鐵隧道動力模型設計 527
12.3.2 試驗成果分析 530
12.3.3 規(guī)律性認識 533
12.4 地裂縫環(huán)境下分段地鐵隧道-地層動力相互作用研究 534
12.4.1 試驗模型設計 534
12.4.2 試驗結(jié)果分析 536
12.4.3 規(guī)律性認識 540
12.5 小結(jié) 541
第13章 地裂縫對工程建（構(gòu)）筑物危害及防治對策研究 543
13.1 地裂縫工程災害特征與致災模式 543
13.1.1 建筑物墻體地裂縫災害特征與致災模式 543
13.1.2 道路結(jié)構(gòu)地裂縫災害特征與致災模式 548
13.2 地裂縫對工程建（構(gòu)）筑物危害機制的物理模擬研究 551
13.3 地裂縫對工程建（構(gòu)）筑物危害機制的數(shù)值模擬研究 556
13.3.1 地裂縫活動作用下橋梁破壞的數(shù)值分析 556
13.3.2 地裂縫活動影響下房屋基礎(chǔ)破壞的數(shù)值分析 560
13.3.3 在地裂縫活動影響下房屋建筑破壞的數(shù)值分析 564
13.3.4 在地裂縫活動影響下樁承臺基礎(chǔ)破壞的數(shù)值分析 567
13.4 地震動作用下地裂縫工程場地災害放大效應研究.571
13.4.1 地裂縫場地地震動放大效應數(shù)值模擬研究 572
13.4.2 地裂縫場地地震動放大效應振動臺模型試驗 577
13.5 城鎮(zhèn)地裂縫減災技術(shù)總結(jié) 585
13.5.1 地下水開采控制 585
13.5.2 地裂縫帶避讓距離 586
13.5.3 適應變形措施 588
13.5.4 局部加固技術(shù) 589
第14章 汾渭盆地地裂縫危險性分區(qū)與風險預測 591
14.1 建立地裂縫危險性分區(qū)體系的原則和方法 591
14.2 地裂縫致災因素的分析及量化 592
14.2.1 地裂縫的致災因素 592
14.2.2 地裂縫致災因素的量化 594
14.3 地裂縫危險性分區(qū) 603
14.3.1 危險性分區(qū)數(shù)學模型 603
14.3.2 致災因素權(quán)重的確定 603
14.3.3 地裂縫危險性分區(qū) 606
14.4 地裂縫風險預測評價 607
第15章 汾渭盆地地裂縫地面沉降信息管理系統(tǒng) 617
15.1 系統(tǒng)設計 617
15.1.1 系統(tǒng)建設目標與原則 617
15.1.2 系統(tǒng)總體設計 617
15.1.3 系統(tǒng)詳細設計 621
15.1.4 系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫設計 627
15.2 系統(tǒng)實現(xiàn)與應用 631
15.3.1 系統(tǒng)實現(xiàn) 631
15.3.2 系統(tǒng)應用 637
參考文獻 641
后記——汾渭地裂縫研究心路歷程 657
《新世紀工程地質(zhì)學叢書》出版說明 662