某鐵路工程段典型地裂縫發(fā)育特征及評價(jià)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20723某鐵路工程段典型地裂縫發(fā)育特征及評價(jià)分析案例 1146351.1口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂帶地裂縫 1225051.1.1涇陽縣口鎮(zhèn)地震臺地裂縫 1322341.1.2涇陽縣蔣路鄉(xiāng)蒙溝村張家組地裂縫 4112411.2涇陽縣蔣路鄉(xiāng)山莊村西北組地裂縫 735431.3涇陽口鎮(zhèn)瓦窯溝村三組地裂縫 101.1口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂帶地裂縫1.1.1涇陽縣口鎮(zhèn)地震臺地裂縫該地裂縫位于口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂帶上（圖1.3），發(fā)育于嵯峨山與山前洪積扇的交接地帶（圖1.1），東西走向，北側(cè)高南側(cè)低，呈臺階狀，自北向南逐級遞降，馬蘭黃土是主要的巖性。裂縫屬于長約180m的中型裂縫，呈折線型斷續(xù)分布。該地裂縫張開度較大，最大張開寬度約100cm，可見深度在5m以上（圖1.2），大部分以串珠狀陷穴形式出現(xiàn)。該裂縫的探槽剖面如圖1.4，從該圖分析易知，該裂縫傾斜于口鎮(zhèn)一關(guān)山斷裂方向，與斷裂的剖面呈“y”型組合。圖1.1咸陽市涇陽縣口鎮(zhèn)地震臺地裂縫分布圖(XJ064)圖1.2口鎮(zhèn)地震臺地裂縫地表開裂圖圖1.3口鎮(zhèn)地震臺地裂縫探槽全貌圖圖1.4涇陽縣口鎮(zhèn)地震臺地裂縫探槽東側(cè)剖面圖分析圖1.4還可以發(fā)現(xiàn)，該地裂縫共發(fā)生過四次構(gòu)造活動：（1）左下方兩段礫石層均為水平且被錯斷，說明原先為一層水平的礫石層，在構(gòu)造運(yùn)動的作用下發(fā)生錯斷，水平錯距50cm，垂直錯距50cm。（2）中下部顏色較深的Q32dl坡積土整體侵入到Q31馬蘭黃土之中，說明該時(shí)期發(fā)生了劇烈的地震活動，形成的裂縫較寬。原先礫石層在水流的作用下沉積為水平的，后又發(fā)生錯斷，垂直錯距為35cm，水平錯距為95cm。后期沉積的礫石層由北向南順坡傾斜，說明北側(cè)的基巖山表層覆蓋的很薄的松散層，在地震的作用下滾落到裂縫中，形成斜坡。（3）地表應(yīng)力在口鎮(zhèn)一關(guān)山斷裂的蠕滑作用下集中，當(dāng)?shù)乇響?yīng)力超過土的強(qiáng)度極限時(shí)，地表就會張裂，形成地裂縫。該期次形成寬度較大的裂縫，其地表張開寬度可達(dá)5.2m。（4）由于構(gòu)造運(yùn)動多次發(fā)生，所以在已形成的老裂縫中間，次級裂縫非常發(fā)育，并延伸至地表，造成2～60cm的裂縫寬度[13]。1.1.2涇陽縣蔣路鄉(xiāng)蒙溝村張家組地裂縫張家組地裂縫發(fā)育于嵯峨山山前臺塬地帶，北高南低。該地裂縫發(fā)育特征明顯，規(guī)模較大，長度約800m，走向在82°～120°之間（見圖1.5）。該地裂縫起始于蒙溝村張家組溝谷處，呈折線型斷續(xù)分布，大部分以一系列串珠狀陷穴形式出現(xiàn)，部分地帶以裂溝式裂縫發(fā)育（見圖1.6）。地表開裂最寬處達(dá)50～60cm，可見深度5～6m。主裂縫造成窯洞開裂（見圖1.7），該裂縫使其上部1m左右的磚瓦錯斷塌陷。墻壁表層約15cm已經(jīng)脫落。據(jù)訪問資料顯示該地區(qū)還有3條地裂縫通過，地裂縫基本平行，走向近東西。圖1.5涇陽縣蔣路鄉(xiāng)蒙溝村張家組地裂縫分布圖(XJ059)圖1.6張家組地裂縫形成地表裂溝圖1.7張家組地裂縫造成地窯開裂為進(jìn)一步查明地裂縫發(fā)育特征，我們垂直該地裂縫開挖了一個探槽，探槽長約20m，寬約8m，深約11m（見圖1.8）。探槽揭露的地層巖性及地裂縫的要素如圖1.9所示。分析該探槽剖面可以看出，該處地裂縫均傾向北，傾角在60°～90°之間，與口鎮(zhèn)一關(guān)山斷裂剖面呈“y”型組合，這種組合造成了該地區(qū)很多已有的房屋、窯洞等建筑物開裂，也給以后的工程建設(shè)提出更高的要求。圖1.8張家組地震臺地裂縫探槽全貌圖圖1.9涇陽縣蔣路鄉(xiāng)蒙溝村張家組地裂縫探槽剖面分析圖1.9還可以發(fā)現(xiàn)，該地裂縫共發(fā)生過五次構(gòu)造活動：（1）S1及S2兩層古土壤的北側(cè)均有一陡坎，往南逐漸變緩，說明此時(shí)發(fā)生了劇烈的構(gòu)造運(yùn)動，土層在地震的作用下發(fā)生位錯，南側(cè)整體下移，形成陡坎。（2）口鎮(zhèn)一關(guān)山斷裂的蠕滑引起地表應(yīng)力集中，超過土的強(qiáng)度極限時(shí)就裂開形成地裂縫。最南側(cè)的S1古土壤整塊掉落并發(fā)生擠壓，上部的Q3（發(fā)紅）馬蘭黃土掉落，這說明此時(shí)形成的裂縫較寬，間接反映出此時(shí)的構(gòu)造運(yùn)動較強(qiáng)。（3）中間的S1古土壤整塊掉落，沉積為水平的，為一期構(gòu)造活動。（4）最北側(cè)的S2古土壤相對兩側(cè)位置較低，說明構(gòu)造運(yùn)動形成裂縫，中間土壤下陷。（5）在多期構(gòu)造活動形成的老裂縫中間，又發(fā)育有次級新裂縫，裂縫垂直發(fā)育，延伸至地表，張開寬度為5～70cm。綜上所述，該處地裂縫是口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂的蠕滑活動在地表引起的一種緩慢變形，他們的活動受口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂所控制。在渭河盆地NNW－SSE向區(qū)域，在張應(yīng)力場作用下，使得斷層上盤下降，且由于黃土抗拉強(qiáng)度較低，從而容易形成地裂縫。其次，涇陽縣沿口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂附近小地震頻發(fā)，地震對地裂縫活動的加劇也用一定的影響[13]。1.2涇陽縣蔣路鄉(xiāng)山莊村西北組地裂縫涇陽縣蔣路鄉(xiāng)山莊村西北組共發(fā)育有3條地裂縫、XJ036、XJ037，總體走向分別為60°、340°、320°（圖1.10），其中XJ035最為典型。除此之外，在涇陽縣其它地區(qū)地裂縫分布中也存在這種在局部地帶地裂縫分別沿北東、北西向展布的現(xiàn)象。XJ035地裂縫發(fā)育于山前洪積扇，其長約150m，最大寬度達(dá)50～60cm，可見深度5～6m，總體走向60°，地形北高南低，呈臺階狀展布。該裂縫以串珠狀陷穴的形式出現(xiàn)，無充填（圖1.11），以線性斷續(xù)展布。圖1.10涇陽縣蔣路鄉(xiāng)山莊村西北組地裂縫圖(XJ035-037)圖1.11山莊村西北組XJ035地裂縫地表發(fā)育的黃土陷穴在XJ035地裂縫段垂直于走向開挖了一個探槽，探槽長約6m，寬約4m，深約10m。探槽揭露裂縫寬度在地表處約130cm，往下寬度縮減為40~45cm，自探槽底部地裂縫填充寬度約18cm，整個裂縫近直立，基本無分叉(圖1.12和圖1.13)。圖1.12XJ035地裂縫探槽圖1.13XJ035地裂縫近直立蔣路鄉(xiāng)山莊村西北組地裂縫主要是被黃土構(gòu)造節(jié)理產(chǎn)狀控制。涇陽地裂縫大致以北動和北西為主，實(shí)際上繼承了黃土中的一對共軛剪節(jié)理，反映了該類地裂縫與地應(yīng)力之間的緊密聯(lián)系（圖1.14），地裂縫的這一共軛關(guān)系也正好說明渭河盆北東－南西擠壓，北西－南東引張的地地應(yīng)力特征。在這一應(yīng)力場作用下，極易在脆弱的黃土地層中產(chǎn)生初始破裂現(xiàn)象，形成節(jié)理，當(dāng)有地下水滲入時(shí)通常會造成地裂縫。圖1.14涇陽地區(qū)“X”型共軛節(jié)理主應(yīng)力方位圖1.3涇陽口鎮(zhèn)瓦窯溝村三組地裂縫在1998年涇陽地震之后該地裂縫才顯現(xiàn)于世，發(fā)育于黃土塬上，地形開闊平坦。該裂縫為可見長度約170m，實(shí)際長度達(dá)500～600m的大型地裂縫，裂縫一般寬度為2～10cm，走向?yàn)?0°～55°，傾向南；地裂縫以串珠狀陷穴呈現(xiàn)，無充填（圖1.15～圖1.17）。該地裂縫自出現(xiàn)以來未有明顯的活動，但每逢強(qiáng)降雨，裂縫都會被雨水沖開，能見到明顯的裂縫寬度和深度，并且裂縫寬度和深度在暴雨的條件下會有增大的趨勢。圖1.15口鎮(zhèn)