美国的地裂缝研究

国是发现地裂缝灾害最早的国家，也是对地裂缝灾害讨论较为广泛和深化的国家。美国的地裂缝灾害，最早出现在上世纪 20 年代休斯敦附近的 Goose Creek 油田。在此后的几十年中，美国的地面沉降和地裂缝灾害愈演愈烈。到上世纪 80 年代，其西南部有 6 个州、14 个地区都出现了地面沉降和地裂缝，其中，亚利桑纳、加利福尼亚、内华达、德克萨斯、新墨西哥等州为集中发育区，损失非常严重。至今已在全国许多地区发现了不同规模的地裂缝现象。一、美国地裂缝的类型与分布 1、美国地裂缝的类型美国的现代地裂缝主要有张裂缝和剪裂缝，它们都与由于开采地下水或石油而导致的地面沉降有密切的联系。出现在德克萨斯州的 Goose Creek 油田，它于 1918～1926 年被发现。随后，于 1927 年在亚利桑那的 Picacho 盆地发现张裂缝。1942 年以后，在这些沉降区域又发现了许多新的地裂缝。到了 70 年代，德克萨斯州的休斯敦地区已发现 86 条地裂缝，累计长度 240km，数百处建筑工程遭受破坏。在此期间，随着地面沉降的加剧，美国西南的 6 个州、14个地区都出现了地裂缝。在 9 个受到地裂缝影响的城市中，灾害最严重的是休斯敦、长滩和凤凰城。张裂缝，即地面上水平张开的裂缝。它没有剪切运动重量。最长的张裂缝带长 3.5km，但几百米的较为常见。裂缝因冲蚀而加宽，常形成 1～2m 宽的地沟。据测量，最大张开深度为 25m，但 2～3m 的比较普遍。张裂缝仅在内华达州的拉斯维加斯和亚利桑那州的凤凰城两个大城市出现。所幸的是，其影响的大部分是农田，因此破坏造成的损失并不大。剪裂缝，即垂直于地面作剪切滑动的裂缝。是由于抽取地下流体而形成差异沉降所致。其形态酷似正断层，因而容易混淆。它们的差别在于：是否存在季节性蠕滑，或蠕滑运动是否随地下水位波动而变化；是否存在断裂活动与抽取地下流体之间的相关联系，以及断裂错动是否局限在被开采的含水层深度内。这类地裂缝最长达 16.7km，地表断坎最高可达 1m。抽取地下水使断坎由低变高，其速率从一年几毫米至几厘米。其水平剪切位移量很小，可忽略。2、美国地裂缝的分布在美国，地裂缝密度在各个沉降地区变化很大。主要地裂缝区有：亚利桑那州，在亚利桑那中南部，有 50 多条张裂缝和 4 条剪裂缝。受影响区域位于盆地山脉的南部，那里具有沉积盆地与山地以断层为界的特征。未固结沉积层内有主要含水层，其厚度变化大，在盆地边缘只是很薄的一层，而到沉积中心则厚达...