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地裂的形成 | 地震诱发的地裂和非地震诱发的地裂(Ground Fractures)

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1 引言

在它初始的定义中,地裂(Ground Fractures)是一个纯地质学术语,即断层。板块的运动导致地层断裂,称之为断层。有三种主要的断层型式:正断层、逆断层和走向/滑动断层。因此可以推出,引起地裂的主要原因是断层的错动。地裂一般来说是沿着预存在的活动断层开裂的,地裂也与地下水的水位有关,地下水的水位越高,地裂的可能性越大。后来,地裂的概念由地质学延申至岩土工程,在岩土工程中,地裂是指发生在地面或岩体中的裂缝或裂纹。本文简要讨论了地震诱发的地裂和非地震诱发的地裂。


2 地震诱发的地裂

一般来说,当震级接近或超过M7.0时就会发生地裂现象,地裂是由近地表的断层引起的。一些在本公 众 号记录的地裂案例包括:

(1) 2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生的M6.8级地震【泸定地震导致山地所观测试验站办公楼破坏原因的推测】,震后出现了地裂。

(2) 2021年5月22日青海玛多发生的M7.3级地震,震后出现了大范围地裂,如下图所示。

(3) 近期最严重的地裂发生在2023年2月6日土耳其的M7.8级地震之后,本次地震后地面已经产生了两条延绵数百公里的大裂缝,如下图所示。


3 非地震诱发的地裂

在岩土工程中,地裂是指发生在地面或岩体中的裂缝或裂纹。这些裂缝可能由各种因素造成,包括自然地质过程、构造运动或人类活动。地裂的规模从小型裂缝到大型裂缝不等,并可在地面上的不同深度发生,例如采矿边坡的垂直裂缝(crack),地下采矿导致的地面崩落带以及土木工程由于地下开挖形成的地面开裂。

最近天津市津南区八里台镇出现的地裂怎么感觉象是底鼓而不是沉降(Ground Heave or Subsidence?)】,如下图所示:

由于本次地裂发生之前附近地区没有发生地震,因此可以推断这不是地震诱发的地裂。地裂发生的另一个自然因素是火山活动,一般在火山活动之前附近的地面会出现地裂现象,不过天津地区的地层应该是冲积形成的,不存在这种可能性。还有一种自然现象是Karst地层,同样的道理,天津地区似乎不可能存在Karst形成的地下空腔。下图是天津地区的整体地层分布(摘自网络上的公开资料)。
初步结论中提到的“1300米深度以下存在地质空腔”或许是另外的原因形成的,在没有确凿数据的情况下不便评说。不过,从岩土工程勘察的角度,即时真的存在如此深的“下卧层”,在静力作用下(没有地震和火山活动)也不可能影响到地表结构。上海那三座地标性的超高层建筑桩基深度基本上接近100m,没有所谓的天然"持力层",上部结构的载荷全部由桩基承担。因此这次的天津地裂大概率不可能是地下1300m的下卧层导致,而是由浅部、深度在100m内的一些其它因素诱发的。如果最后的结论果真是“1300m的下卧层”导致了地裂,那将是地质学和岩土工程的突破性发现,我们将不得不重新审视目前的岩土工程勘察技术和地基设计方法。从技术的角度来看,当前最重要的是认真分析事故周边影响范围内的岩土工程勘察报告、地基设计报告和施工记录等,必须强调,在没有确切了解出现地裂的原因之前,盲目进行注浆不能解决根本性的问题。Anyway,以上内容纯属瞎想,至多是个"Educated Guess",
一切以官方报导为准

来源:计算岩土力学
断裂建筑岩土裂纹试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-14
最近编辑:1年前
计算岩土力学
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