山西太原盆地地裂缝与地下水开采、地面沉降关系分析

太原盆地是一个活动断裂多发、水资源缺乏的地区。长期以来,过量开采地下水资源已导致太原盆地内出现了多种环境地质问题,地面沉降即为典型的地下水超采伴生地质灾害。与此同时,地裂缝灾害也在盆地内迅速发育,严重影响着当地经济的发展。当地裂缝、地面沉降同时发生在某个区域内时,两者相互作用往往大大加重了灾害的程度。本文以详细的地裂缝野外调查资料和地下水观测资料为基础,全面分析了地裂缝和地下水开采、地面沉降在时间、空间、活动上的相互关系,并根据地裂缝的成因机制阐述了产生这种相互关系的内在根源。通过研究,本文认为太原盆地地裂缝的形成与发展与地下水超采在时空上有明显的正相关性,减少地下水开采可降低地裂缝的危害程度。

高应力下西安含水层砂土蠕变特性的试验研究

针对西安市地面沉降研究,运用自行研制的高压固结仪,选取了西安市含水层具有代表性的中细砂样,模拟承压含水层的深部的应力环境和水位变化,进行了高应力状态下的一维蠕变试验研究。试验结果表明:西安中细砂的蠕变特征除了受有效应力大小影响外,还与砂土所受应力历史有关。在承压水位下降的情况下,西安中细砂的压缩变形具有显著的蠕变特征;而在承压水位上升情况下,中细砂发生膨胀过程蠕变不明显。根据试验前后激光粒度分析曲线和电镜扫描对比,砂土的蠕变除了和土颗粒间的滑移错动有关外,还和砂土颗粒的破裂有关。在总结试验规律和变形机理的基础上,提出了适合于西安市中细砂蠕变特性的广义Kelvin模型。模型识别得到的广义Kelvin模型的5个参数并不是常数,而是随着应力水平的不同呈现出一定的规律变化性。