华北平原地裂缝成因机理研究——以河间地裂缝为例

摘要

华北平原是新生代以来形成的一个断陷盆地,目前已成为我国继汾渭盆地之后又一个地裂缝灾害严重的地区。华北平原地裂缝的广泛出现对各类工程建筑物、地下管线工程、农业灌溉设施等造成直接破坏,还制约了城乡规划和土地资源利用等发展国民经济的各项工作。因此,开展地裂缝的成因模式和致灾机理研究,为工程防治对策的制定提供技术支持,预防地裂缝灾害、保障人民群众生命财产安全等具有十分重要的社会和经济意义。
　　 本文在野外实地调查研究基础上,结合数值模拟分析,对华北平原地裂缝成因机制形成以下主要认识:
　　 1)华北平原地裂缝优势走向主要集中在NW85°、NW55°、NE5°、NE30°和NE60°等几个方向,与华北平原的活动断裂的几个总体走向的成组性特征具有明显的对应性与一致性；
　　 2)地裂缝活动具有区域上的成带性与局部地段的相对丛集性,地裂缝发育地段一般不是单条发育,通常是一条主干裂缝发育和数条伴生裂缝组成地裂缝带；
　　 3)地裂缝发育位置与区域活动断裂密切相关,一般在活动断裂的沿线或其附近区带内、活动断裂的交汇区比较发育,且其发育强度与相应的断裂活动速率基本相对应,具有明显的区域性特征；
　　 4)华北平原构造型地裂缝根据其发育力学机制,可分为断裂控制型地裂缝和基底控制型地裂缝两类:①断裂控制型地裂缝是华北平原区内,存在断块体相对运动引发的块体边界断裂活动直接造成的地裂缝,它们是深部断裂活动向上通达地表的表现或断层活动产生的应力集中导致上部土层的变形响应；②除了典型的受断裂活动直接控制的地裂缝之外,在远离断裂带一定距离的区域内,在区域伸展构造应力场作用下,还发育基底控制型地裂缝,该类地裂缝的力学成因机制为,由于受到基底拉张剪切作用,导致地壳在拉张减薄过程中发生构造变形效应,引发了上覆土层的整体减薄与破裂。