北京市平原区地裂缝发育与新构造活动的关系

• 作 者: 李明芝
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 地裂缝 发育机制 构造应力场 数值模拟 北京平原区

北京平原区位于我国华北断块北部,处于燕山台褶带与华北断坳两构造单元之交汇部位。区内新构造活动强烈,导致该区地裂缝发育,加之近年来地下水超采等人类工程活动活跃,促使地裂缝发展过程加速,给当地工程建设、农业生产、群众生活带来严重危害。因此,搞清该区地裂缝发育特征,分析其成因机理及其发育机制,探讨地裂缝与区内新构造活动的关系,对地裂缝灾害防治、减少人民财产损失具有重要意义。论文以北京平原区地裂缝为对象,以前人研究成果为基础,收集研究区内地质环境特征的相关资料,并结合工程地质调查,总结了该区地裂缝发育分布特征,通过数值模拟,对区内地裂缝成因及发育机制进行了分析,并探讨了其与新构造活动的关系。主要取得以下认识结果:1、北京平原区地层由老至新相对较为齐全,新生代以来,区内多条断裂的活动造就其“两隆夹一凹”以及多个次级断凹带的构造格局;强烈的新构造活动导致区内断层活动强烈、地震活动频繁,并进一步引起研究区内的地裂缝活动。2、野外调查表明,北京平原区发育的地裂缝以带状展布为主,总体展布方向表现为NE-NNE及NW-NNW两个方向。此外,局部地段尚有呈星点状及片状分布,无明显走向趋势特点的地裂缝。3、绝大多数地裂缝展布位置与活动断裂关系密切,地裂缝在宏观上一般呈区域线性特征发育在活动断裂带沿线及其附近区域带之内,表明构造活动对地裂缝发育的明显控制作用,是引起地裂缝活动的主要原因。4、数值模拟结果表明,地壳活动与地裂缝发育的密切关系,并按其力学变形机制,区内构造型地裂缝可分为断裂活动控制与基底伸展活动控制型两类,其中:(1)研究区内部分地裂缝为断裂两侧岩体相对运动向上通达地表的体现或断层活动导致上部土体内应力集中的变形响应,该类地裂缝属于断裂活动控制型地裂缝,主要特征表现为沿断裂带延伸性较好,垂直位错特征明显。(2)研究区整体位于地壳伸展变形环境,因此还存在基底伸展活动控制型地裂缝。在区域伸展构造应力场作用下,地壳产生拉张减薄效应,从而引发上覆土层整体减薄与破裂。集中表现为在活动断裂拐点、端点、断裂交汇处附近及断裂两侧一定距离内,地表土层产生伸展应力应变集中现象,导致地表土层的拉张破裂变形。