网上有关“（二）裂谷的形成史”话题很是火热，小编也是针对（二）裂谷的形成史寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。
地壳运动中，地应力不是拉张，就是挤压，而剪切则是挤压所派生的。板块学说认为，由于地幔物质的热对流，因而牵动浮在它上面的地壳随之发生水平运动，于是形成裂谷、洋中脊这些拉张应力作用的构造；而板块之间则因挤压而发生俯冲、碰撞、褶皱，最终出现造山带这类构造。
李四光则认为，由于地球自转速度的变化，变快时挤压应力产生，地壳发生褶皱，地应力方向除旋转切线方向（平行赤道）外，还由两极向赤道方向挤压，于是形成经向构造（平行于地球经线方向）和纬向构造（平行于地球纬线方向）。当速度变缓时应力方向则相反，形成地堑系统。其主应力方向仍旧为东西向和南北向两组。
汾渭裂谷在一亿多年前燕山造山运动时，表现为一系列北东方向的挤压褶皱和北西方向的张性断裂两组。沿着今天的裂谷两侧还可看到原来沉积时近水平层状岩层变得陡立起来，本来沉积在下部的地层翻卷到后来沉积的新地层之上（河津龙门口，黄河东侧陡崖可见），有的甚至平缓地倒扣上去，老的地层呈水平地冲到新地层之上，形成地质上被称作“飞来峰”的构造（如忻州东侧系舟山顶，介休东侧龙凤大沟北山坡上可见）。——这些地质现象都是在挤压应力作用下形成的。
到了距今2500万年，发生喜马拉雅造山运动时，那些早先挤压上冲的地层，或上冲盘地质体，反而顺早期断裂面滑落下来，形成如今的盆地。就像放慢了的弹性板体，应力挤压时板体被压得中间弓起而两端距离缩短，应力一松弛，弹性回跳，弓起的板体又回落成平板。
今天通过地形测量，我们知道各个盆地的面积大小；通过地震测量，知道各个盆地泥沙堆积层的厚度，也就是地壳下陷的深度。
大同盆地面积5700平方千米，盆地中堆积了新生代的松散沉积物，其下的基岩埋藏平均深1000～1100米，最深可达3500米；忻州盆地面积2050平方千米，基岩埋深500米；太原盆地面积5050平方千米，基岩平均埋深700～900米，最深处可达3800米；临汾盆地面积5200平方千米，基岩平均埋深400～600米，最大深度1800米；运城盆地面积3000平方千米，基岩平均埋深400～500米，最大深度6000米。
这些盆地大多为多边形，它们的长轴都沿着北东30°方向，排列，形式如同雁行，斜接多字形。宏观貌似规则的线形几何体，实际上内部还有次一级，不同方向断裂存在。而且破碎的各个块体的顶面，不是水平的，而是向不同方向倾斜，不少碎板甚至不是平面形，而是弯曲面，有的呈弧形弯曲，有的成穹隆状、盆凹状，形态相当复杂。可以用地形图表达方式，画出盆地地下基岩顶面的等高线图来。这种地下基岩面的等高线图，可以一目了然地揭示盆地下面基岩的起伏状况。我们在平原地区找石油，就要测出含油层顶板的等高线来，油的密度小，它必然向鼓起（称穹窿）处集中，那个隆起顶面，就是贮油构造。可以用人工地震方法，根据不同岩层地震波传动速度的差异，在不同接收点得到不同时间接收到的震动，从而画出含油层起伏形态。在含油有利构造的顶点打钻孔，就可能找到石油。
山西南北向通过山西五大盆地、汾渭裂谷地形、构造剖面图
地震是地应力与能量释放的过程
通过实测获得工程区某些离散点的应力值资料，从而推断整个工程岩体区域内的应力场情况是工程地质研究中的一个很重要的内容，也是工程岩体稳定性分析中必不可少的资料。因此，本项研究在前述地应力测试、分析研究的基础上，为揭示二郎山公路隧道工程区岩体地应力场的形成演化规律与空间发育分布规律，以获得对工程区岩体初始应力场更深入、全面、系统的认识，采用了地质过程动态模拟的有限元数值分析方法。
二郎山是大渡河和青衣江水系的分水岭，区域范围内二郎山主峰海拔高程3437m；二郎山公路隧道穿越了分水岭东、西坡岩体。王兰生等(1994，1997a，1997b)曾指出，山体(岩体)地应力场的形成，是与山体经受过的构造改造和浅表生改造有关，它是两者综合作用的结果。因此，合理的岩体应力场有限元数值模拟研究途径应该是构造应力场与重力场叠加的“地质体”中，通过模拟河谷的下切过程来获得其现今岩体的应力场状态，即考虑成坡历史过程中垂向及侧向的卸荷作用对研究区岩体应力场的影响。为此，模拟研究中也把工程区河谷下切过程近似视为若干步快速“开挖”，并将开挖释放荷载作为卸荷荷载纳入计算，从而模拟研究区剥蚀卸荷地质过程及现今岩体应力场的形成。
4.5.1 模拟计算模型
采用2D-σ有限元计算软件来模拟二郎山公路隧道工程区岩体应力场的形成与分布。根据研究区工程地质条件和有关勘测成果，建立了剖面计算模型(图4-10)。该初始状·态模型上表面为自由表面，底部约束垂直方向位移；模型左侧(即E侧)约束水平方向位移，右侧则作为荷载边界，施加自重应力衍生的侧向水平应力和水平构造应力σ构(经反复调试反演计算，σ构最佳值可定为8.9MPa)。沿河谷下切成坡过程用四步由上至下的“开挖”来模拟。其中初始状态的计算模型上表面相当于海拔高程3500m，基本上与现今二郎山主峰高程相一致，代表了大渡河谷下切前的最后一级区域夷平面。计算域为4325×1850(宽×高)m2，单元数为1348个，节点数为4095个。第一次下切深度550m，即下切至目前的分水岭海拔高程2950m，之后按现在地形特征，第二次、第三次再分别下切250m、245m；最后，第四次在前面基础上，再下切330m至现在地形海拔高程2125m部位，其最终状态的计算模型单元数为525个、节点数为1672个。
图4-10 有限元数值分析模型的初始状态及其网格剖分
(据徐林生，1999，2001)
Fig.4-10 Initial state and network of the finite element numeric analysis model
根据隧道勘察、设计单位提供的岩体力学参数资料，结合本课题组的岩石力学试验成果及参数的工程地质类比，确定的有限元模型计算中介质参数如表4-8所示。
表4-8 有限元分析模型介质物理力学参数选取值 Tab.4-8 Physical-mechanical parameters of the finite element analysis model for dielectric material
4.5.2 地应力场形成演化过程及特征
如前所述，将工程区地形地貌形成的地质过程，划分为初始状态、一次开挖、二次开挖、三次开挖、四次开挖几个阶段，模拟大渡河不同的下蚀阶段，研究应力场的调整、演变过程及规律。
4.5.2.1 初始阶段
初始状态模型顶面是大渡河大规模下蚀前的最后一级夷平面，其高程大致相当于二郎山主峰高程，约3500m。此时的数值分析结果见图4-11。
图4-11 初始状态阶段分析模型主应力矢量图
(据徐林生，1999)
Fig.4-11 Principal stress vector diagram of analytic model in the initial stage
由图4-11可见，西半部应力分布较均匀，类似半无限空间的应力分布特征，各向同性层大致在280m深处。此层以上，最大主应力水平，以下则最大主应力垂直。东半部应力分布则明显受结构面控制，主要表现在结构面密集带中的应力迹线偏转与应力集中两个方面。
4.5.2.2 区域性侵蚀阶段
第二阶段模拟大渡河下蚀至2950m高程，相当隧址区分水岭标高。剥掉550m厚度后，应力分布特征发生的变化主要表现在各部位垂直应力有所降低(图4-12)。
图4-12 第一阶段开挖完成后分析模型的主应力矢量图
(据徐林生，1999)
Fig.4-12 Principal stress vector diagram of analytic model after the first stage of excavation
4.5.2.3 河流下蚀阶段
河流下蚀的整个地质过程由计算模型的四次下切开挖来模拟，这四次开挖下切的计算结果见图4-13。
图4-13(a)第二次下切开挖的计算模型主应力矢量图
(据徐林生，1999)
Fig.4-13(a)Principal stress vector diagram of computational model at the second stage of excavation down
图4-13(b)第三次下切开挖的计算模型主应力矢量图
(据徐林生，1999)
Fig.4-13(b)Principal stress vector diagram of computational model at the third stage of excavation down
图4-13(c)开挖完成后的主应力矢量图
(据徐林生，1999)
Fig.4-13(c)Principal stress vector diagram after excavation finished
这些结果显示在大渡河的不断下蚀过程中应力场有如下变化特征：
(1)河谷谷坡坡面附近法向应力大幅降低，成为最小主应力，切向应力为最大主应力，并在坡脚处有应力集中现象。应力场逐渐改变为斜坡应力场。
(2)深部应力状态变化不大，只是量级略有降低，但降低幅度很小。
(3)结构面密集部位有应力集中现象。
(4)模型左侧(即原型东部)出现了应力集中带与应力松弛带相间分布，并呈垂向展布的特征，这一特征随河流的下蚀而逐渐明显。
4.5.3 模拟结果的验证
通过山体成坡历史过程的有限元模拟，获得了二郎山公路隧道工程区岩体最终应力场，如图4-13(c)、4-14和4-15、4-16所示。根据前述大量地应力测量成果分析可知，计算模型剖面中起主导作用的是σ1和σ2。考察作为区域构造应力量级反演依据的两个钻孔应力解除法地应力实测点S1、S2(分别位于隧道西段和隧道中部)和一个Kaiser效应地应力测试采样点K2(位于隧道东段)的计算应力状态发现：通过上述模拟过程，最后它们与实测应力状态是比较接近的，其应力量值和方向的拟合度多在80%以上(表4-9)。这表明由应力反演出的8.9MPa的近东西向区域构造应力量级是可信的。值得指出的是，反演计算之前，实测主应力σ1、σ2须采用应力张量的下列坐标变换式修正到隧道
图4-14 最大主应力等值线(MPa)图
(据徐林生，1999)
Fig.4-14 Contour chart of the maximum principal stress
图4-15 最小主应力等值线(MPa)图
(据徐林生，1999)
Fig.4-15 Contour chart of the minimum principal stress
图4-16 最大剪应力等值线(MPa)图
(据徐林生，1999)
Fig.4-16 Contour chart of the maximum shear stress
反演剖面上来：
σi′，j′=σijai′iaj′j(i，j=1，2，3) (4-17)
式中：σij、σi′j′分别为修正前后的应力分量；
ai′i、aj′j——新老坐标轴之间的方向余弦。
表4-9 计算应力与实测应力(修正后)对比表 Tab.4-9 Calculated stress and measured stress modified
注：拟合度表示为“大小拟合度/倾角拟合度”。
地应力的分布有何规律
从我国地震的实例中(1966年邢台地震,1969年渤海地震,1975年海城地震,1976年龙陵地震,1976年唐山地震)也可以看到地震及其余震序列中能量释放、地震频次、深度变化等各种情况(图2-2～图2-4)。
图2-2 沿宁河-燕河营剖面的余震震源分布[5]
图2-3 1976年唐山地震和余震震源深度的次数与深度分布统计[5]
地震过程也是能量大量释放的过程,那么能量是在什么地质构造条件下聚集和集中的?在地壳运动过程中如何产生地应力和能量集中?这已经成为地震形成和发生的核心研究内容。在两条断层相互交切部位、断层的拐弯部位、断层的端点,都会出现地应力和能量的集中,这已经被国内外各种构造模拟试验证实。如果两条交叉的断层可以自由蠕动,则不断发生小震;当二者相互限制,不能自由错动时,即“锁住”时,则不断地促使地应力和能量集中,最终发生大震。李四光认为,在地壳运动过程中,必须考虑岩石力学性质与具体的地质构造条件,它们是分析地应力和能量集中的两个必备条件,缺一不可。因为地应力和能量集中储蓄在岩石中,岩石力学性质是地应力、能量集中的介质条件,构造作用是促使地应力、能量集中的必要环境条件[1-3]。
地应力的分布规律：
（1）岩体中存在三向不等的空间应力场；
（2）垂直向应力语岩体自重的关系；
（3）平应力与垂直应力的关系：100/H+0.30≦λ≦1500/H+0.50；
（4）水平应力具有强烈的方向性。
地应力（crustalstress）存在于地壳中的应力。即由于岩石形变而引起的介质内部单位面积上的作用力。它一般包括两部分：（1）由覆盖岩石的重量引起的应力，它是由引力和地球自转惯性离心力引起的；（2）由邻近地块或底部传递过来的构造应力。这种应力是指与标准状态差异的部分，它除包括由邻近地块或底部传来的现代构造应力外，还包括过去构造运动残留下来而尚未完全松弛掉的残留应力，以及附近人为工程（如隧洞、开采面）引起的应力变化。构造应力直接反映地壳运动的动力源，它是造成地震的一个重要因素。在构造应力强烈的地区开挖隧洞，由于洞壁成为自由表面容易变形，使洞体逐渐缩小或造成坍塌，因此研究地应力具有重要的意义。
影响地应力的因素：（1）地形因素的影响：地形的影响常在侵蚀基准面以上及以下一定范围内表现特别明显；（2）地质构造的影响：地质构造决定了地应力的类型、大小和方向。
关于“（二）裂谷的形成史”这个话题的介绍，今天小编就给大家分享完了，如果对你有所帮助请保持对本站的关注！
本文来自作者[芷波]投稿，不代表半刻号立场，如若转载，请注明出处：https://bankexs.com/bk/933.html
评论列表（3条）
我是半刻号的签约作者“芷波”
本文概览：网上有关“（二）裂谷的形成史”话题很是火热，小编也是针对（二）裂谷的形成史寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。地壳运动中，地...
文章不错《（二）裂谷的形成史》内容很有帮助