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地裂缝地表破裂形态的力学机制浅析摘要：地裂缝在世界各地均有不同程度的发生。
西安市是我国受地裂缝影响最为严重的城市之一。
目前对地裂缝灾害的主要处理方式是避让。
根据《西安地裂缝场地勘察与工程设计规》规定，按照拟建建筑物的重要性、结构类别的不同，对地裂缝的上盘避让距离一般为6～40m，下盘避让距离为4～24m。
不管是正在活动的、还是曾经活动但目前稳定的，或者隐伏的地裂缝均需按要求避让。
关键词：地裂缝；分析；扩展方向1、地裂缝的宏观微观共性无论是大规模的构造断裂，还是较小范围的裂缝，变形破裂的影响范围都更多的集中于上盘楔形体处。
这种断裂形态的相似与土质之间没有明显的规律，而与材料几何性质密切相关。
对于连续均质体而言，其抗弯刚度为EI（弹性模量×惯性矩）。
对于同一断层，楔形体越到尖端处惯性矩越小，变形主要集中于此。
西安地裂缝的地表展布特征与这一结果一致。
临潼——长安断裂为断裂面，西安正断组为断层上盘，西安地裂缝越近临潼——长安断裂处地裂缝间距越小，越远间距越大，这也从宏观角度印证断层上盘楔形体越近尖端其抗破坏能力越弱，地表变形破坏也较为集中的现象。
2、地裂缝的浅部剖面组合形态（1）阶梯状构造：由几条同倾向的地裂缝与其间依次下降的地块组成阶梯状构造，主要反映了引张应力作用，是地裂缝分布区普遍存在的一种构造组合形态，存在于不同等级和规模的构造行迹中。
（2）“Y”型构造：在主地裂缝的上盘，常发育一组与主地裂缝倾向相反的分支地裂缝，组成“Y”型构造。
（3）侧羽状构造：近地表处，近于直立的主地裂缝南侧，常可见到一组密集的节理，组成侧羽状构造。
侧羽状构造只有在坚硬的土层中才能见到。
3、地表形态、裂缝剖面形态与水平应力（水平位移）的关系从拉张位移和垂直位移两种模型可看出，上盘活动以水平位移为主时，数值模型得到的上盘地表变形曲线为上凸型，裂缝处垂直位移最大，向外侧渐小，此种活动方式多产生“Y”型破裂，地表形态呈俯仰型。
87科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工 程 技 术西安地裂缝是一种复杂的环境地质现象,是地质构造和环境地质等多种因素综合作用下形成的。
从西安地裂缝的空间分布和地下分布特征及三维变形力学性质、间歇活动特征,决定了它有长期的发生和发展历史,在地裂缝的整个发展历史中,一直起到控制、支配作用的是地质构造因素,是近代张应力场作用下西安断陷盆地中断块差异沉降的反映,本质上是构造活动控制的伸展断裂活动,人类目前尚难以控制,所以我们无法制止其活动。
但是,我们可以通过监测研究掌握其变化特征,从而控制和减少其危害。
本文就是在西安市地裂缝调查项目的现有成果的基础上开展的,利用现代技术建立西安市地裂缝的信息进行统一的管理,能快速准确实现地裂缝危险性区划,极大地提高了工作效率和操作性。
因此对促进地质科技进步,加强地裂缝灾害的防治具有现实意义。
1 西安市地裂缝灾害的成因西安市是中国最具代表性的伸展型断陷构造区域,受其大陆动力学背景控制．地裂缝带最典型,灾害也最严重。
有学者研究表明西安市广泛发育的地裂缝明显受盆地构造格局及区域大陆变形控制。
地裂缝的发育部位与活断层相对应或衔接。
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。
按西安市构造地裂缝的构造基础又进一步分成以下三类:(1)由于断层运动引起的速滑地裂缝和蠕滑地裂缝。
断层速滑地裂缝主要是地震构造地裂缝,如水泥厂多条地裂缝等都属于地震构造地裂缝。
(2)由于地壳应力增强使区域微破裂开启形成的地裂缝。
活断层较为普遍的活动方式是蠕滑,浅部断层蠕滑或深部整体蠕滑都有可能在地表形成地裂缝,这种断层蠕滑地裂缝多具三向位移,较为典型的有西安地裂缝和受口镇一关山断裂影响形成的地裂缝。
(3)开启的微破裂进一步受外营力侵蚀形成土层喀斯特在重力作用下陷落而成的地裂缝。
西安地裂缝主要发育在黄土黄土梁南侧的坡脚处,平面形态呈不等间距平行排列。
抚顺主城区西部地裂缝地质灾害分布及影响因素的探讨【摘要】以区域地质环境为背景，以现场实际调查为依据，介绍了抚顺主城区西部地裂缝地质灾害的发育和分布特征，通过对矿山开采资料的分析研究，对地裂缝地质灾害形成、发展的影响因素进行了初步探讨。
【关键词】抚顺；城区西部；地裂缝；地质灾害；分布特征；影响因素；Abstract: with the regional geological environment as a background, based on the field investigation as the basis, this paper introduces the main urban areas west fushun ground fissures of geological disasters in the development and distribution, based on the analysis of the data mining, the geological disasters to crack the influence factors of formation and development is also discussed.Key Words:Fushun; western city; crack; geological disasters; distribution; influencing factors中图分类号：P56文献标示码：A 文章编号：1.前言抚顺是一座坐落于浑河山间盆地的煤矿资源型城市，城区沿浑河南北两岸分布。
本文通过多年来的现场实地调查，查明了主城区西部地裂缝地质灾害的分布特征，结合矿山开采活动，对地裂缝地质灾害的影响因素进行初步探讨，旨在为抚顺市区城区改造建设场地稳定性和适宜性评价提供参考资料。
2.地质环境背景区域上，抚顺市区位于北侧的太古代结晶基底与南侧的中新生代断陷盆地的接触带上，以浑河深大断裂带呈北东东向横贯市区为典型特征。
×××项目地 裂 缝 勘 察 报 告 书1前言受×××的委托，我×××对×××项目场地进行了专门的地裂缝勘察工作。
1.1勘察目的根据业主的要求，为对拟建场地进行总图规划设计，本次勘察主要目的如下：1）查明拟建场地内地裂缝的平面位置；2）查明拟建场地内地裂缝带的分布范围；3）查明主裂缝的产状；4）提供拟建建筑物的合理避让距离；5）提供建筑物地基处理及工程设防措施建议。
1.2 勘察工作依据本次勘察主要根据建设方提供的总平面图并按如下技术标准执行：1）《西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》（DBJ 61-6-2006）；2)《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）；3)《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）。
1.3 勘察工作量完成情况由于场地中、西部地裂缝活动产生的地表破裂已被人类工程活动掩埋，场地东部地裂缝产生的地表破裂较明显，因此，本次勘察采用了野外钻探和地面调查相结合的工作方法。
具体完成工作量如下：1) 地面调查3人合计6个工作日，调查地面点10余处；2）完成勘探线4条；3）钻孔28个，孔深12.00～21.40m，合计进尺465.10m；4）测放点28个；5) 坐标及标高测算点共计46个。
完成的勘探点具体工作量见勘探点数据一览表（表1）。
勘探点数据一览表表1勘探点编号孔口标高钻探深度(m)北坐标X(m) 东坐标Y(m)a1 398.4921.0011855.2611297.56 a2 398.5920.0011860.7611298.08 a3 398.6621.0011864.2411297.93 a4 398.6815.0011867.1611297.63 a5 398.7115.0011869.7911297.82 a6 398.7815.0011874.7411297.82 a7 398.9915.0011884.4711298.03 b1 398.6520.0011848.6311322.27 b2 398.6119.0011855.9211321.55 b3 398.8818.0011860.4711320.96 b4 398.8014.0011863.7311322.06 b5 398.8212.0011865.7911322.12 b6 398.8812.0011870.0611322.54 b7 399.0312.0011875.8811322.57 c1 399.1621.4011851.6611341.09 c2 398.6421.0011856.7111343.03 c3 398.8718.0011859.9711344.88 c4 398.8615.0011862.1711345.32 c5 398.8815.0011864.5611345.30 c6 398.9315.0011867.9011344.04 c7 398.7015.0011882.5711343.99 d1 398.9021.0011849.2611363.70 d2 398.7518.2011858.2611363.59 d3 398.8015.0011860.8811364.36 d4 398.8515.0011864.2411363.88 d5 398.8515.0011868.4611363.83 d6 398.9315.0011874.2611364.52d7 399.40 16.50 11883.26 11364.50 合 计 465.101.4其它说明现场钻探工作由我院钻探公司组织，于2007年7月16日～7月21日完成。
地裂缝及其灾害防治简要介绍一、概述地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂，并在地面形成裂缝的地质现象。
如果这种地质现象发生在有人类活动的地区，则可能会对人类生产与生活构成危害，称之为地裂缝灾害。
地裂缝属裂隙的一种特殊形态，常常是一些地质作用(如地震或断裂活动，地面沉降或塌陷等)的附属产物，与断裂不同。
地裂缝成因多种多样，出露于地表张开成缝，宽度变化大，存在时间较短，时隐时现；裂隙隐伏于地下，宽度窄，稳定延伸，在岩土体中永存而不消失。
而断裂深入地下，延伸长，规模大，是较强构造运动的结果。
同时，构造地裂缝与断裂活动也存在一定关系，它们有时是活动断裂在地表的露头。
地裂缝灾害是一种地质灾害，在世界许多国家都发生过，其发生频率和灾害程度逐年加剧，已成为一个新的、独立的自然灾害类型，并引起国际地学界的极大兴趣和关注。
我国是地裂缝分布最广的国家之一，仅对河北、山西、山东、江苏、陕西、河南、安徽七省的不完全统计，已有200多个县(市)发现地裂缝，共有700多处。
出现地裂缝的城市有西安、大同、壮族、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等，其中以西安最为典型和严重。
这些地裂缝穿越城镇民居、厂矿、农田，横切道路、铁路、地下管道和隧道等，造成大量建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂等，严重影响了人民生活、厂矿生产和安全。
每年因地裂缝灾害造成的经济损失达数亿元之多。
二、地裂缝成因类型及特征地裂缝按其成因分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三类。
构造地裂缝是指由内动力地质作用产生的，包括地震地裂缝(也称构造速滑地裂缝)、区域微破裂开启型地裂缝和构造蠕变地裂缝三种。
非构造地裂缝是指由外动力地质作用和人类活动作用而引起的岩土层裂缝，如膨胀土地裂缝、黄土地裂缝、冻土地裂缝、盐丘地裂缝、干旱地裂缝、地面塌陷地裂缝、滑坡地裂缝、地面不均匀沉降引起的地裂缝等。
实际上，有许多地裂缝是几种因素综合作用的结果，称之为混合成因地裂缝。
河北平原断层蠕滑地裂缝成因分析马学军;杨旭东;贾国欣【摘要】从20世纪80年代开始至今，河北平原出现了大量地裂缝，致使建筑物和道路交通遭受破坏，给当地人民生命财产带来了严重危害。
断层蠕滑型地裂缝因其延伸长、深度大、破坏严重、防治难度大而更应引起重视，断层蠕滑型地裂缝对河北平原地裂缝的研究及防治具有重要意义。
笔者在大量野外调查的基础上，从实地调查的800多条地裂缝中选取了两条典型断层蠕滑型地裂缝——隆尧地裂缝、辛-安-深-饶地裂缝，由物探、槽探等综合勘查手段作为验证，初步分析了该类型地裂缝的成因：它们受控于断裂活动，区域内的深部构造活动为地裂缝的形成提供了动力基础。
地下水、地表水的活动对地裂缝的地表开启及发展有重要的促进作用。
【期刊名称】《中国地质调查》【年(卷),期】2015(002)008【总页数】7页(P48-54)【关键词】隆尧地裂缝;辛-安-深-饶地裂缝;断层蠕滑;成因分析【作者】马学军;杨旭东;贾国欣【作者单位】中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,保定071051【正文语种】中文【中图分类】P694地裂缝是地表岩土体在自然和人为因素作用下被破坏，并在地面形成一定长度和宽度裂缝的一种地质现象。
当地裂缝对人类生命财产造成伤害时，便成为地质灾害。
河北平原从20世纪60年代开始在邯郸市发现地裂缝，自20世纪80年代后迅速发展。
进入21世纪后，随着社会经济建设的飞速发展和科学技术的进步，人类活动对地质环境的影响越来越大，地质环境已经或将要发生深刻变化，地裂缝地质灾害频繁发生。
至今，河北平原发生的地裂缝已超过800条，地裂缝延伸几米到几十千米，宽度达0.3～1.2 m，最大垂直延伸超过10 m。
本区地裂缝近几年仍呈上升趋势，而其研究程度较低，严重滞后于防灾减灾的需要，需尽快开展本区地裂缝调查、监测与研究，为减灾防灾提供依据。
本文依托华北平原地裂缝调查与防治项目，在区域地质、水文地质、槽探和物探资料基础上，对河北平原典型断层蠕滑地裂缝进行了初步分析。
地裂缝在地表的出露位置差异性分析
[摘要]文章通过对比分析地裂缝场地的现场勘探资料，得出地裂缝在地表的实际出露位置和勘探推测的出露位置不一致。
笔者认为主要因为含水率、密实度、围压及原裂隙的空间分布等因素对地裂缝在近地表土层中的破裂扩展行为所影响的结果，并从理论上对其进行了分析。
[关键词]地裂缝出露破裂
1引言
西安地裂缝是西安地区特殊的地质灾害，目前共发现14条，对建筑、道路、管线等城市设施造成了巨大的危害，也阻碍了城市的建设。
因此，在进行工程建设前应进行场地地裂缝勘察，推测地裂缝在地表的出露位置，为地裂缝场地的工程建设及地裂缝灾害防治提供科学依据。
在地裂缝勘察报告中地裂缝在地表的出露位置通常是从地层错断处，考虑古土壤底界的错断及顶界的倾斜趋势，以80°倾角的直线画到地表，推测地裂缝在地表的出露位置。
而通常的地裂缝推测出露位置和实际出露位置有一定的差异性，有事相差较大，超出误差修正范围。
因此研究分析这种差异性及其原因具有一定的科学意义。
2存在的问题
地裂缝勘探精度修正值Δk[1]的大小决定了地裂缝在地表的推测出露位置的偏差（图1）。
在此定义地裂缝在地表的推测出露位置和实际出露位置之间的距离为L，如果L在Δk的影响范围之内，视为推测出露位置和实际出露位置具有一致性；如果L在Δk的影响范围之外，则视为推测出露位置和实际出露位置不一致。
根据多年来对西安地裂缝场地的工程勘察钻探结果，结合西安地裂缝场地的实地调查与测量资料，发现地裂缝在地表的实际出露位置和推测出露位置有时并不一致，而且相差较大。
3对比分析
本文以西安地铁五号线地裂缝勘察[2]中的f5、f7地裂缝为例，对其实际出露位置和推测出露位置进行了对比分析。
根据现场钻探资料，在剖面图中从两孔之间按80°倾角画地裂缝到地表，得到地裂缝在地表的推测出露位置；在现场利用全站仪对出露裂缝进行了坐标测量，得到了地裂缝在地表的实际出露位置。
f5、f7地裂缝的出露位置见图2、图3，其错断参数见表1。
由以上对比分析可知，f5、f7地裂缝在地表的实际出露位置和推测出露位置
均具有差异性，在勘探精度修正范围之外。
造成这种差异性的主要原因是场地的岩土特性及周边建筑环境影响了地裂缝在近地表土层中的破裂路径。
4影响因素
作为裂缝传播的介质，土层的差异都会使得裂缝在土层中的扩展延伸和破裂特征发生改变。
隐伏裂缝在土层中向地表的扩展和破裂行为主要受含水率、密实度、围压、原裂隙空间分布的影响，并非沿老裂缝方向延伸，而是产生新生裂缝。
4.1含水率
细粒土的天然含水率决定着土的连结强度。
随着含水率的增大，细粒土的连结减弱，土的压缩性增强，强度降低，塑性越好。
因此当土体含水率较小时，土颗粒之间的粘结较强，土体强度较高，当土体受到剪切作用时，容易发生脆性破坏，产生的竖向位移较大；含水率较大时，土体间的连结减弱，土体强度较低，当受到剪切作用时主要为塑性破坏，土体主要变形为弯曲变形和压缩变形。
4.2密实度
粘性土的密实度与连结有关，随着密实度的增大，孔隙比减小，土的接触点有所增多，连结增强，土的强度增高，压缩性减弱。
对粗粒土，密实度对其强度影响很大，孔隙比愈小，内摩擦角愈大，压缩性愈小。
当土体密实度较高时，土体强度较高，发生剪切破坏时为脆性破坏，产生明显的竖向位移，土体中产生裂缝并形成贯通的破裂面，反映至地表便为明显的错断或裂缝；当密实度较小时，土体强度变低，变形以塑性变形为主，土体中不会产生明显的裂缝，塑性变形的累积反映至地表为地形的隆起或者凹陷。
4.3围压
土层的应力历史决定了土层的固结程度，不同固结程度的土层其密实度也不相同。
固结程度越高，其压缩性越小，抗剪强度越高。
此外，由于现代城市的快速发展，地面建筑越来越密集，其高度越来越高，地面荷载越来越大，土层中的附加应力也越来越大。
因此，土层的应力历史和地面建筑所造成的附加应力都会影响土的强度和地裂缝在土层中的传播途径。
围压可以提高土体的强度，围压越高，土体强度越高。
当土体围压较小时，土体的主要变形为轴向变形，且在变形量很小时就发生脆性破坏，产生明显的裂缝和错断，反映至地表为地形的错断和裂缝；当土体围压越高，轴向变形越大，错断越明显，竖向位移越大，反映至地表的位错越大。
4.4原裂隙的空间分布
黄土中发育有各种节理裂隙，除黄土特有的垂直节理外，还发育有构造裂隙、
淋漏裂隙、卸荷裂隙、湿陷裂隙、胀缩裂隙及风化裂隙等。
这些节理裂隙的发育破坏了土体的整体性，使土体结构受到破坏，土粒间的连结减弱，土体的强度降低。
当土层发生差异性沉降时，会在已有节理裂隙处引起应力集中，当集中应力超过土体的连结强度时，便会发生剪切滑动，产生竖向位移。
当原裂隙角度与破坏角度接近时，以轴向变形为主，发生脆性破坏，原裂隙连接贯通形成贯通的破裂面，在地表形成裂缝和错断；当原裂隙角度与破坏角相差较大时，土样一般发生塑性破坏，没有明显的错断，塑性变形的累积在地表表现为地形的隆起或凹陷。
当土体发生脆性破坏时，在破坏面两侧的土体会产生明显的竖向错动，破坏面主要表现为两种形式[3]：
①破坏面为平直剪切面，有擦痕和阶步，破坏后的土样失去连续性，破裂面两侧的土块不能稳定接触或刚好可以稳定接触；
②破坏面为羽状微细剪裂面或雁行剪裂面，破坏后的土样仍具有一定的完整性，在破裂面两侧形成一定厚度的剪切带。
土样在完全破坏之前可能沿潜在的剪裂面发生一定的塑性变形，随后破坏过程快速发展。
因此脆性破坏使得土体结构遭到严重破坏，强度大幅降低甚至为零，其竖向剪切错动在土体中的各个位置形成独立的裂隙或微破裂面。
这些微破裂面及黄土中原有的各种节理裂隙，在错动不断变大的时候，将沿着土层中的软弱面逐级追踪贯通，最后形成连续的破裂面并延伸之地表，地面出现裂缝及错断台阶。
5结论
西安地裂缝是埋藏在地表土层下的隐伏裂缝重新活动出露到地表形成的。
其活动是由于地层的差异沉降引起裂缝两侧土体的集中应力超过了土体的粘结强度，土体结构破坏并发生剪切滑动，形成剪切破裂面或剪切软弱面。
最终，土层中不同位置处的破裂面逐级追踪贯通，形成贯通的破裂面出露于地表形成地裂缝。
在此过程中，新生裂缝的破裂扩展受土体含水率、围压、密实度及原裂隙的空间分布等因素的影响，绕开土体中的粘结块等强度较高的区域，沿着土体中的软弱面或已有节理裂隙进行扩展，使得地裂缝在地表的实际出露位置和推测出露位置不一致。
同时由于拉张作用，在裂缝两侧会出现多条次级裂缝。
参考文献
[1] 陕西省标准.西安市地裂缝场地勘查与设计规程（DBJ61-6-2006）[S]. 2005.12.
[2] 西安市地铁五号线工可阶段沿线地裂缝程勘察报告[R].长安大学工程设
计研究院，2011.
[3] 卢全中.裂隙性黄土的力学特性及其工程灾害效应研究.长安大学，2007.。
