西安地面沉降分析

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西安地裂缝与地面沉降分析

西安地裂缝与地面沉降分析
20 0 8年 1 i月
地 下水
Gru d w tr o n ae
第3 0卷
第 6期
N v 20 o ., 0 8 Vo . 0 N0. 13 6
西 安 地 裂 缝 与地 面沉 降分 析
刘学 峰 邵 爱武 ,
(. 1 西北综合勘察设计研究 院 , 陕西 西安 70 0 ;. 10 32 安徽省地球物理地球化学勘查技术 院 , 安徽 合肥 20 2 ) 3 0 2
[ 摘
要 ] 西安城 区存 在 十 多条规模 不 一的 地裂缝 , 裂缝 两侧 地 面存 在 不 同程度 的沉 降 。随 着地 地
面沉 降 的加剧 , 周边 的建 筑物 、 市道 路 、 给 城 市政 管道 设 施 等 都 带 来 了不 同程 度 的 影 响 和破 坏 , 城 市建 对 设 的发展 带来 了诸 多不利 因素 。 西安地 区地 裂缝 的发 育 和地 面沉 降 的加剧 , 了西安 地 区的地 质 构 造 因 除
西安境 内 的海 拔 高 度 差 异 悬 殊 位 列 全 国 城 市 之 冠 。巍峨 的秦 岭 山地 与 坦 荡 的渭 河 平 原 界 限 分 明 , 构 成 西 安市 的地 貌 主体 。渭 河 平原 海 拔 4 0~7 0 m, 0 0 其 中东 北 端 渭河 河 床 最 低处 海 拔 3 5/o 主要 的 地貌 单 4 Y I 元北 为渭 河各 级 阶地 , 为 产 、 河 各 级 阶 地 , 为皂 东 灞 西 河各 级 阶地 , 为 黄 土 梁 洼 及 东 南部 黄 土 塬 。西 安 城 南 市建 筑 主要建 于各 河流 阶地 及黄 土梁 洼 区 。 因抽 汲 地 下 水 造 成 的 地 面 沉 降 有 上 海 、 州 、 苏 无 锡、 常州 、 宁波 、 津 、 州 、 原 、 安 、 阳等 地 。西 天 沧 太 西 阜 安 是 因抽汲 地 下水 引发 地 裂缝 最 为 典 型 的地 区 。地裂 缝 是 西安 的 主要 城 市 地 质 灾 害 , 育 于建 筑 物 密 集 的 发 西 安市 区及 近郊 , 上世 纪 6 0年 代 以来 的长 期 工 业及 生 产 生 活用 水 造 成 了建 筑 物 及 城 市 设 施 不 同程 度 的 破 坏 。如 : 表破 裂 、 道 错 断或 变 形 、 筑 物 开裂 等 , 地 管 建 给 城 市建 设带 来 了严重 的危 害 。

西安市电子城工业区地面沉降原因探讨

西安市电子城工业区地面沉降原因探讨

缝 ( ,18 F )9 6年 以前 西端 发展 到 电子 城东 150m 的吉 0 祥 村 ,97年 以后 , 别 是 19 18 特 90年 以后 地 裂缝 迅速 向 西 发展 , 地裂 缝 ( , 通 过 电子 城 工 业 区 向西延 伸 到农 F)
田。 同时原 距 电子 城 较 远 北 池 头—— 丈 八 沟 地 裂 缝
开采是 防治地 面沉 降和地裂缝危 害的根本措 施 ; 经过 实践和进 一步监 测和研 究验证 了治理 方案的 可行性和有 效性 ,
达到 了良好 的 效果 。
关键 词 : 压 水 位 下 降 ; 面 沉 降 ; 裂 缝 承 地 地
l 前
言 一
造沉 降为 主 。电子 城 地 区 17 98年 以前 地 面沉 降量 较 小 , 平均 沉 降速率 5~1 m;9 8~18 年 0m 17 97年 平均 年 沉 降 速率为 1 4~2 m; 18 8m 而 96年 电子城 工业 区 开始 建设 后 , 18 从 97年 地 面 沉 降 速 率 明显 加 快 ,98~ 18
西安市 电子城工业 区地 面沉 降原 因探讨
姜 规模 , 群 昌 吴
( 西安市勘察测绘院 , 陕西 西安 摘 7 05 ) 10 4 要: 以翔实的观 测资料 为依据 , 西安 市电子城地 面沉 降发生 的原 因和 它对地 裂缝活动 的影响等 I题进行 了深 对 ' 1
入 的 分析 研 究 ; 出 了超 采 承 压 水 引起 承 压 水 位 大幅 度 下 降 是 诱 发 地 面 沉 降 和 地 裂 缝 的 原 因。提 出 了控 制 承 压 水 的 指
维普资讯
第 5期
姜 规 模 等 .西 安 市 电子 城 工 业 区地 面沉 降原 因探 讨 中 图分 类号 :6 16 P 4 . 文 献 标 识 码 : B

西安地区黄土基坑降水试验及地面沉降分析

西安地区黄土基坑降水试验及地面沉降分析

测, 同时对各井 内水位进行观 测 , 试 验前应先 抽 1 d~ 2 d , 以确保
黄土是一种特殊 的区域性 土 , 其柱状 节 理发育 , 粉粒 吸水性 抽水时流量稳定 。
在基坑工程施工 中 , 经常会 遇到需要 降低地 下水 位 的情况 。
降水的设计 、 施工 以及 降水所 引起 的其他 岩土工 程 问题 , 对 基 坑 工程和周边环境 的安全 至关 重要 。以往 这一 方面 的研究 主要 集 中在理论分析和数值模拟计算 , 且 主要针对软土地基 。 本研究通过对西安地 区黄土场地深 基坑 降水 试验 , 估计 基坑
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e 降水井 3 + 降水井 6 * 降水井 8 e 降水井 1 1 鲁 观测 井 1
关键词 : 基坑 , 降水试验 , 降深 , 沉降
中图分类号 : T U 4 6 3 文献标识码 : A
0 引言
较差 , 在竖 向具有较好 的渗透性 , 地表水能够 迅速 下渗 ; 但 水平方 向渗透系数较小 , 渗 透性差 , 且具有湿 陷性 、 水敏 性和结 构性等 特 性… 。西安地区的黄土更 有其 显著的代 表性。
西 安 地 区 黄 土 基 坑 降 水 试 验 及 地 面 沉 降 分 析
卢 靖 程 彬
7 1 0 0 5 4 ) ( 1 . 中铁二院西安勘察设计研究院有限责任公 司, 陕西 西安 7 1 0 0 5 4 ;2 . 中煤科 工集团西安研究院 , 陕西 西安

基于FLAC^2D的西安地面沉降数值模拟分析

基于FLAC^2D的西安地面沉降数值模拟分析

建 筑物受 损 ,地 下 管 道 在 运 作 使 用 中 被 折 断 ,大 量井 管 出现 的“ 上升” 现 象 、道路 路 面产 生 的高 低 不 等 的差 异变 形 等 ,尤 其 在 地 面 沉 降 与 地 裂 缝 二 者 相互作 用 和相 互 影 响下 带 来 的许 多 地 质 或 潜 在 的灾 害 问题更是 严重 j 。 牛修 俊 等 提 出最 低 与 临界 水 位 的 概 念 ,黄 旭 林则 认 为只 要 开 采 地 下 水 ,就 会 有 地 面 沉 降 ,武
西安地 区形 成 了西 工大 、小寨 、沙坡 村等 7个 大沉 降 中心 ,累计沉 降量 最 大 已到 2 1 0 0 I T l ml l 1 ] 。根据 观测 资料 成 果 ,可 将 西 安 地 区地 面沉 降过 程 按 照 其沉 降速率 的变化 分 为 6个 阶段 ( 表1 ) 。无论 速率

该盆地 带总 体 近 E W 向 分 布 , 向 东 逐 渐 转 变 为 N E E向 。整 个 断 陷 盆 地带 在 时 间 和空 间上 呈 现 出 盆 一岭构 造 式 ¨ 。西 安地 区地 层 包 括第 四系 、新
近系 和古 近 系 ,西 安 地 区 地 下 水 的类 型 主 要 包 括
第2 8卷第 3期
2 0 1 3年 7月



Vo l _ 2 8 No . 3
J 0URNAL OF C ATAS TROP H0L 0GY
J u 1 . 2 0 1 3
基于 F L A C 2 D 的 西 安 地 面 沉 降 数 值 模 拟 分 析
李 宁 ,李 明 ,赵 法锁 ,王启 耀 ,
到关 注 。在城 市 ,大 量 开 采 地 下 水 资 源 引 起 的地 面沉 降 问题 相 当严 重 ,如 因 基 础 断 裂 而 致 使 地 表

西安市12条地裂带介绍

西安市12条地裂带介绍
沿劳动公园黄土梁南侧发育。西起兰空干休所,经劳动公园、无线电十一厂玉祥门南、莲湖公园、城墙东北角,东至铁路材料总厂。断续出露,总长度4.35km,总体走向NE75°,发育带宽度15-45m。在城区东、西两段活动较强,致灾严重。
红庙坡-八府庄地裂缝带(D9)
沿龙首塬黄土梁南侧发育。西起星火路,经红庙坡、西安味精厂、八府庄水泥制管厂,东到秦孟村。出露总长度9.90km。总体走向NE80°,倾向南,倾角86°。发育带宽度44-60m。由西往东活动逐渐加强,破坏程度严重。
西安市区根据地表出露形迹和多种勘察手段确定的地裂缝带有11条,由南往北依次为:
南三爻-射击场地裂缝带(D1)
位于吴家坟到南窑头黄土梁南侧,西起南三爻,途径瓦胡同、省射击场,东至黄渠头村。呈断续出露,出露总长度3.12km,总体走向NE70°,倾向南,倾角80°。发育带宽度可达5m。
陕西师范大学-陆家寨地裂缝带(D2)
西北大学-西光厂地裂缝带(D7)
沿槐芽岭黄土梁南侧发育。西起东桃园,经劳动南路、西北大学、甜水井、中山门、西京医院,东到西北光学仪器厂, 出露总长度5.38km,总体走向NE30°,倾向南,倾角85°。发育带宽度24-55m。活动中等,西北大学附近破坏较严重。
劳动公园-铁路材料总厂地裂缝带(D8)
黄雁村-和平门地裂缝带(D6)
沿南稍门、古迹岭、动物园一线的黄土梁南侧发育,走向大致为NE70°。西起甘家寨、途径黄雁门、南稍门、西安煤矿设计院、兴庆公园、西光厂家属区、黄河纸箱厂,东至灞河热电厂。出露总长度10.40km,地裂缝倾向南,倾角72-80°。发育带宽度55-110m。东段活动强烈,致灾严重。
四、地裂缝灾害的防治
据统计资料,11条地裂缝致灾情况为:D4、D5、D6、D9地裂缝出露长,连续性好,活动强烈,致灾严重地段占其出露长度的70%以上; D3、D8、D10地裂缝出露连续性较好,活动较强,致灾严重地段占其出露总长度的30-50%;D1、D2、D7、D11地裂缝出露段连续性较差,活动较弱,致灾严重地段占出露总长度的30%以下。据1996年不完全统计,地裂缝活动毁坏楼房168幢,车间57座,民房1741间,道路90处,错断供水、煤气管道45次,危及名胜古迹8处,直接经济损失1亿多元,造成的间接经济损失及社会影响更大。

西安地裂缝

西安地裂缝

西安地裂缝问题之探究1.提出问题西安是一个地裂缝多发且已经对其各项工程项目以及大量的文物古迹造成严重影响甚至破坏的城市。

那么我们不禁要问,这些地裂缝在地表是如何展布的、它们的形成机理是什么、我们又该如何对其进行防治?1.1选题背景与研究意义西安作为一座具有悠久历史和充满活力的现代化大都市。

随着经济的发展和社会的进步,各种大型工程的陆续进行,在工程建设中地裂缝的影响日趋明显,大大增加了施工难度和工程成本。

同时,这些地裂缝对西安的好些文物古迹也有特别重大的影响,比如由于一条地裂缝从西安大雁塔西北方向经过,大雁塔已近朝西北向有一定的倾伏,文物保护工作迫在眉睫。

自上世纪50年代出现地裂缝活动对建筑物的破坏现象以来,在西安市发现的地裂缝已达14条之多(如图1所示),成为危害西安城市建设的主要地质灾害之一。

对西安地裂缝发育现状、剖面结构及活动性等方面展开全面深入的调查研究,不仅是对西安地裂缝进行进一步图1:西安地裂缝地表展布图深入研究的前提和基础,而且对于较好地掌握西安地裂缝发展的新动态、新特点,乃至及时指导西安市的发展规划等方面都具有一定的参考和指导作用。

2.分析问题西安地裂缝平面上沿黄土梁以NE走向成带发育,与临潼一长安断裂走向一致(可参照图1),原有裂缝沿走向向两端延伸,次级裂缝一般位于主裂缝南侧,倾向与主裂缝相反;地裂缝错断地层的断距随深度增加而增加,具有同沉积断层特征,主裂缝南倾南降,主次裂缝的典型组合形态,间接反映出地裂缝所处应力场的一些特征;地裂缝活动强度随着超采地下水的减少而减弱,并显示出构造裂缝活动特征,整体活动强度上依然是东部强于西部,南部强于北部。

西安地裂缝在上述各方面表现出如此强的规律性,可见其发育及分布明显地受到区域构造作用的控制,而过度抽取地下承压水是其超常活动的主要诱发因素。

2.1各主要地裂缝的空间展布状况西安地裂缝群分布范围西至唣河,东到纺织城,南起三爻村,北至井上村,面积约155k㎡。

地裂与地面沉降灾害机理与预防措施——以陕西为例

地裂与地面沉降灾害机理与预防措施——以陕西为例
、天然气都是地面沉
降的 人为 诱 因 。 另 外 ,地下 工 程建 设 ,如 地 铁 施 工 也 会 引 发 地 面 沉降 。这 些都 会危 及施 工人 员和 居 民人 身安全 以及造 成
三 、灾 害预 防措施
1 . 加 强 针 对 地 裂 缝 和 地 面 沉 降 的 工 程建 设 设 计
地理纵横
除 了 自然 构 造 环 境 以及 地 球 内力 作 用 外 ,人 类活
2 0 1 3年 第 1 2期≮
地 裂缝 的活 动 会 引起 周 围 地 质 的变 形 和 移 动 ,这 同 时

动对地面变形也起到了明显的作用 ,比如抽取地下水和 开采地下矿产等也会造成地裂缝 、地面沉降和地面塌陷 等地质灾害 。尤其是 由于人类活动引发的地面沉降问
地裂缝和地面沉降对城市的建设和发展带来 了极 大的危害。一方面地裂和地面沉降直接对上层建筑物造 成破坏 ,这影响了工程建筑的安全性 ,另一方面 ,地裂
和地面沉降引发的地质灾害也会干扰城市的布局发展。
防止主要 由地基沉降引起的裂缝 ,可采用下列工 程措施 :( 1 ) 建筑物的体型力求 简单 ;( 2 ) 合理设置沉降
下资源的开采量 ,做到有效预防措施。对于已经造成地 面沉降的区域,可 以采取地下水回填等措施加以弥补和
治理 。
形成大漏斗 ,地层结构内部应力改变,进一步导致地面 沉降 ,当沉降幅度不一致时 ,又会进一步引发地裂缝灾
害的 产生 。 除 了地 下 水过 度开 采导 致 地 面 沉 降 外 ,一 些 资 源
平原 、下辽河平原 、西北内陆盆地的部分流域 、长江三 角洲 、东南沿海平原等地区 ,其中近六十个城市属于严
重超 采 。 由于地 下水 和底 层之 间存 在一 种承 压 力 ,可 以 支撑 上面 的 土地 ,但 当地 下水 层抽 取过 量 的时候 ,地 下

西安地区地裂缝与地面沉降调查重要进展

西安地区地裂缝与地面沉降调查重要进展

西安地区地裂缝与地面沉降调查重要进展 年) (2004-2005一、概况 年和2005年计划任务书,由陕西省地质环根据中国地质调查局下达的2004境监测总站实施并承担的工作项目《西安地区地裂缝与地面沉降调查》,项目起年项目经费330万元,合作单位为长年和2005止时间为2004—2006年,2004安大学。

工作项目所属的计划项目为《西部地区地裂缝与地面沉降调查》,计划年12月。

 项目的工作周期为2004—2007二、取得的主要进展与成果 2005年在收集前人研究资料的基础上,编写了项目总体设计;进行了野外调查、物探及槽探工作;实施了地裂缝和地面沉降监测网络的初步建设工作;初步掌握了西安市地裂缝与地面沉降现状。

 1、提交了《西安地区地裂缝地面沉降调查工作设计》(2004—2006年) 年3月18日在山西太原通过了由中国地质调查局组织的以张该设计于2005苏民等11位专家组的评审,获得优秀。

评审专家组认为:西安地区地裂缝于地面沉降调查设计编制依据充分,目标任务明确,工作方法及工作方案得当,工作量投入合理,技术路线正确,经费预算符合有关要求。

 2、进行了西安市地裂缝与地面沉降野外调查工作 2,完成1:1万地裂缝填图12幅,各种调查卡片100份,调查面积600 km拍摄照片300张,录象450分钟,收集资料10本。

 3、初步建立了地裂缝精密水准监测网络 地裂缝精密水准监测网络如下图所示。

  共埋设地裂缝水准监测点113个,包括8条短水准剖面和14对水准对点,全部覆盖了西安市13条地裂带。

监测范围西到皂河边北石桥污水厂,东到长乐坡黄河厂地段,北到井上村市政公司机械管理所,南到东三爻村小学,面积167平方千米。

地裂缝水准监测频率为每季度1次,全年4次。

 2004年和2005年地裂缝埋设水准点一览表 序 号 点 号 位 置 控制地 裂缝 桩 数 1 B18 东三爻村小学 DX1 10 2 B19 北池头村小学 D3 10 3 B20 西万路建筑公司第一动力站 D4 10 4 B21 冶金建筑科技大学 D5 10 5 B1 辛家庙小学 D10 9 6 B22 省交警总队院内 DX2 9 7 B24 八府庄水泥制管厂家属院 D9 14 8 B23 北石桥污水处理厂 D8 15 9 D2(C1-C2) 西安工程技术学院(原冶金技校) D2 2 10 D2(D1-D2) 陕西师范大学 D2 2 11 D3(A1-A2) 翠华路财经学院 D3 2 12 D4(H1-H2) 后村石油化工研究设计院 D4 2 13 D5(H1-H2) 文艺南路总后干休所 D5 2 井上村市政公司机械管理所 D11 2 14 D11(A1-A2) 含光路南段熔断器厂 D5 2 15 D5(G1-G2) 十五街坊 D6 2 16 D6(A1-A2) 空军电讯工程学院北门内 D8 2 17 D8(F1-F2) 西仪小学 D8 2 18 D8(G1-G2) 大兴路物资总局仓库 D9 2 19 D9(F1-F2) 红庙坡小学 D9 2 20 D9(G1-G2) 南门小学操场 D6 1 21 D6(D1-D2) 22 D6(C1-C2) 韩森寨3#院 D6 1 合 计 113 4、初步建立了地面沉降GPS监测网络 本年度(2004-2005点(如图所示 )。

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西安地面沉降分析
作者:兰洋孟繁钰
来源:《科技探索》2013年第01期
摘要:地面沉降是西安市较为突出的地质灾害之一,研究地面沉降的影响因素及沉降机理具有重要的意义,本文通过收集资料总结西安地面沉降的特征,研究地面沉降的机理,并对西安地面沉降量进行理论计算。

关键词:西安沉降机理沉降量
1、前言
地面沉降是西安较为突出的地质灾害之一,其形成发展的历史较长,涉及范围广,并具有独特的活动特征。

地面沉降的发展还加剧了西安地裂缝的活动,其灾害形式主要表现为地表建筑物随基础断裂受损,地下水及煤气地下管道被错断,井管“上升”和深部井管受损,功能失效,以及道路路面差异变形等,这些都给西安市的市政设施及城市建设造成很大危害,对正在进行的西安地下铁路建设也有重大不利影响。

因此,研究地面沉降机理及主要影响因素具有重要的意义。

2、西安地面沉降原因分析
从上世纪50年代初到90年代,西安城郊区开采承压水井数从最初的2眼增加到500多眼,开采量也从7.7×104m3/a剧增到11223×104m3/a,持续多年的超量开采,引起区域承压水位大幅度下降,形成了250km2的降落漏斗,截至1995年水位降深达80~130m,有90 km2的地区水位降至第一承压含水层顶板以下[1],然而西安地面沉降中心与承压水降落漏斗基本一致,由此表明西安市区地面沉降,主要是由于过量开采承压水引起水位大幅度下降所致,除此之外区域构造沉降、黄土湿陷性和地面荷载作用等对地面沉降也有一定的影响。

3、地面沉降机理分析
从上世纪50年代初到90年代西安市持续多年的超量开采地下水,引起区域承压水位大幅度下降,这必然要使含水层本身和其上下相对隔水层中的空隙水压力随之减小。

根据有效应力原理可知,土中由覆盖层荷载引起的总应力是由孔隙水压力和有效应力组成的,土的体积压缩和抗剪强度的变化只取决于有效应力的变化。

假定抽水过程中土层内的总应力不变,初始承压含水层中的承压水位与上部潜水含水层的水位相一致,那么孔隙水压力的减小必然导致土中有效应力的等量增大,结果就会引起土体的压缩和固结[2] [3]。

4、西安地面沉降量计算
根据西安地层情况,由抽取承压水引起的地层压缩层可分为5层,具体情况描述如下:
(1)第一层隔水层:该层主要为粉质粘土,层厚约为27m,岩土参数:孔隙比e0=0.65,压缩系数av=0.08MPa-1。

(2)第一层承压含水层:该层主要为中粗砂,层厚约为4.5m,岩土参数:弹性模量
E=40000kpa(经验值),降低的水头△h1=20m。

(3)第二层隔水层:该层主要为粘土,层厚约为79m,岩土参数:孔隙比e0=0.58,压缩系数av=0.06MPa-1。

(4)第二层承压含水层:该层主要为中砂,层厚约为8m,岩土参数:弹性模量
E=40000kpa(经验值),降低的水头△h2=20m。

(5)第三层隔水层:该层主要为粘土,层厚约为78m,岩土参数:孔隙比e0=0.57,压缩系数av=0.049 MPa-1
根据土力学原理,各层压缩层的最终沉降量的计算公式分别如下表示:
(1)第一层隔水层:
(2)第一层承压含水层:
(3)第二层隔水层:
(4)第二层承压含水层:
(5)第三层隔水层:
根据上述模型及各压缩层的计算公式,即可计算出各压缩层的沉降量,由计算结果表明由抽水引起地面沉降中,承压含水层沉降量相对较小,总沉降量主要取决于隔水层。

由理论计算的地面总沉降量大约为1.016m,根据砖瓦研究所附近的沉降水准点的观测资料得到该点的总沉降量约为0.890m,这与计算结果相近。

沉降计算结果列如下表1所示:
表1 各层压缩层沉降量统计表
5、结论
西安市区地面沉降,主要是由于过量开采承压水引起水位大幅度下降所致,由于西安市大量抽取地下水,使得土中的孔隙水压力减小,从而导致有效应力的增加,因此引起土体的压缩和固结,由抽水引起地面沉降中,承压含水层沉降量相对较小,总沉降量主要取决于隔水层的沉降量。

参考文献:
[1]李新生,王静,王万平,王鹏鹏等.西安地铁二号线沿线地裂缝特征、危害及对策[J].工程地质学报,2007年第四期
[2]唐辉明.工程地质学基础[M].北京:化学工业出版社,2008
[3]陈仲颐,周景星,王洪瑾.土力学[M].北京:清华大学出版社,1994。

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