西安地区含水系统释水压密效应及微结构变化

西安地区诱发地面沉降地裂缝灾害最主要的因素是过量开采地下水。承压水地下水头下降引起的含水层骨架有效应力增加,粘性土释水压密一方面造成了地面沉降地裂缝灾害;另一方面引起含水层孔隙率、储水系数、渗透系数等水文地质参数的变化。笔者选取西安地裂缝最活跃的F4号地裂缝两侧钻孔岩心进行了压密CT扫描,获取了300m以浅地层粘性土在不同压力(水头下降幅度)条件下的空隙大小的微结构变化,并建立了渗透系数与微结构变化耦合关系。结果显示:在地下水开采引起的土层应力增加过程中,大孔隙度、长孔隙度会随着压力增加而明显降低,地裂缝上盘和下盘含水层大孔隙分别降低了39.05%和9.22%,不利于水分在孔隙间运移,中小孔隙度基本保持不变或略有上升;渗透系数随压力的增加呈现出减小趋势,最大下降幅度为71.08%,且随深度增加含水层渗透系数减小幅度逐渐降低。研究结果对于科学评价和预测西安地区地面沉降地裂缝地质灾害具有指导意义。

西安地裂缝近期超常活动因素及其量化分析

西安地裂缝近期超常活动，主要是长期过量抽汲深层承压水，引发地裂缝两侧地面不均匀沉降叠加到地裂缝正常活动过程中造成的。不均匀沉降量由地裂缝两侧土体松动程度不同造成的裂隙释水压密差异与两侧粘性土层厚度不同造成的孔隙释水压密差异共同构成。研究计算表明，地裂缝现今垂直活动量中，土体松动程度不同造成的裂隙释水压密量占有较大比例，而粘性土层厚度不同造成的孔隙释水压密差异所占有比例相对较小。

西安地沉发育特征及承压水资源管理模型中约束条件的确定

西安市地面沉降的发展，主要因过量抽汲深层承压水，导致地层释水压密，引起了大面积地面沉降．由于区内存在先期构造活动形成的地裂缝，使地面沉降的分布规律，发展趋势与国内外其它大城市相比，具有明显的特征。反映了抽水附加应力场与构造应变场的叠加结果。在西安承压水资源管理模型中，利用累计沉降量与承压水累计水位降建立了回归方程。通过转换把控制地面沉降作为主要约束条件引入管理模型，使模型具备了控制地面沉降的功能。并具有较强的可操纵性。，为环境地质灾害的发展提供了切实可行的方法。