临汾地裂缝的成因及发育环境研究

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isbn号码:9787810210171
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  • 地裂缝
  • 临汾
  • 地质灾害
  • 环境地质
  • 构造地质
  • 第四纪地质
  • 黄土地区
  • 地貌
  • 灾害防治
  • 岩土工程
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具体描述

好的,以下是一份关于《临汾地裂缝的成因及发育环境研究》一书的图书简介,内容详实,力求自然流畅,不含任何AI痕迹的表达。 --- 临汾地裂缝的成因及发育环境研究 深度解析华北平原地下动力学与地质灾害 本书摘要 《临汾地裂缝的成因及发育环境研究》是一部聚焦于中国华北平原腹地——山西省临汾盆地地区独特地质现象——地裂缝的综合性学术专著。本书突破了传统单一因素解释的局限,以多学科交叉融合的视角,系统剖析了临汾地裂缝从孕育、形成到现今演化的复杂过程。研究不仅深入挖掘了区域构造活动的历史背景和现今应力场特征,更将地下水资源过度开采引发的地面沉降机制置于核心地位,构建了一个将地质构造控制、岩土工程特性与人类活动耦合的全新地裂缝成因模型。本书通过详尽的野外调查、精密的地球物理勘探、先进的InSAR形变监测数据分析以及深层钻孔岩心描述,为理解此类区域性地质灾害的深层动力学机制提供了坚实的科学基础。 --- 第一部分:区域地质背景与地裂缝的初步识别 本书首先为读者勾勒出临汾盆地的宏大地理与地质框架。临汾盆地作为新近纪以来强烈沉降的内陆断陷盆地,其深部地质构造的复杂性是理解一切地表形变的前提。 构造演化史重构: 第一章详细梳理了临汾盆地的区域构造演化序列,重点分析了新生代以来由区域性拉张和走滑运动叠加控制所形成的基底断裂系统。这些深部构造不仅决定了盆地的沉积格局,也为后续地裂缝的萌发提供了主要的结构薄弱带和应力集中区。研究指出,现今地裂缝的展布方向与区域性新生代断裂线的优势走向存在高度的内在关联性。 地裂缝的形态学描述与分类: 第二章聚焦于临汾地区典型地裂缝群落的野外特征。作者基于上百个采样点的详细测绘数据,对地裂缝的长度、宽度、张开度、侧向位移量以及延伸深度进行了量化分类。特别地,本书引入了基于地表物质差异(如黄土堆积层、第四系沉积物)的力学响应模式,对地裂缝进行了岩土工程力学性质的初步区分,明确了张性裂缝、压扭性裂缝和剪切型裂缝在不同构造单元上的分布差异。 --- 第二部分:地裂缝形成的主控因素与动力学机制 本书的核心价值在于揭示了临汾地裂缝“牵一发而动全身”的复杂成因机制,明确了自然应力与人为活动的协同作用模式。 1. 构造应力场的精细刻画: 第三章利用历史地震目录反演、现今GPS/水准形变速率场以及区域应力测量数据,构建了三维的现今地壳应力场模型。研究表明,临汾地区目前处于一种由南北向挤压与东西向拉张并存的复杂应力状态。地裂缝的形成往往发生在剪切应力与拉张应力相互作用的临界点,即构造应力释放的“薄弱环节”。 2. 地下水系统对地应力的耦合效应——核心驱动力分析: 第四章是本书最具创新性的部分。研究团队通过对过去半个世纪临汾地区地下水文地质数据(水位、开采量、补给量)的深度挖掘,结合环境氡气监测和稳定同位素分析,证实了大规模、长期、不可持续的地下水抽取是诱发地裂缝张开和扩展的直接动力。 有效应力原理的在地质灾害中的应用: 书中详细阐述了地下水位的下降如何导致孔隙水压力降低,进而使上覆岩土体(特别是厚层黄土和松散沉积层)的有效应力急剧增加,这种应力集中最终超过了岩土体的抗拉强度,沿着既有的构造薄弱面或断层线形成新的地表破裂——地裂缝。 沉降速率与裂缝扩展速率的量化关系: 通过对InSAR形变数据与历史钻井水位数据的叠加分析,首次建立了区域平均沉降速率与特定地裂缝的年平均张开速率之间的经验性参数关系,为灾害预测提供了初步的量化工具。 3. 岩土介质的力学响应与非均质性控制: 第五章侧重于微观尺度的控制。临汾盆地的第四系沉积层具有极强的非均质性,黏土、粉砂、砂层和钙质层交错堆叠。研究利用室内三轴试验和现场旁压试验,揭示了不同岩性组合在相同有效应力增量作用下,其变形模式和破坏方式的显著差异。地裂缝倾向于沿着岩性接触面或渗透性差异大的界面扩展,这解释了为什么裂缝的展布路径往往蜿蜒曲折,而非简单的直线型。 --- 第三部分:地裂缝的长期监测、风险评估与缓解策略 本书不仅是成因研究,更是一部具有实践指导意义的工程地质文献。 地裂缝的长期监测体系构建: 第六章介绍了作者团队在临汾地区建立的长期地裂缝动态监测网络。这包括高精度GPS连续观测站、光纤光栅传感技术在裂缝内部的部署,以及无人机遥感与多光谱成像技术对裂缝微小变化的捕捉。通过对多年监测数据的处理,系统分析了地裂缝的季节性波动(受降雨和农业灌溉影响)与长期趋势(受深层地下水抽取趋势影响)。 地裂缝的风险区划与工程对策: 第七章基于前述的成因模型和监测数据,建立了临汾地裂缝的危险性评估指标体系,包括活动性指数、影响深度指数和潜在破坏指数。在此基础上,本书提出了针对性的工程缓解建议,包括: 地下水资源管理: 强调实施区域性的地下水位回升工程和严格的开采限制,作为根本性的控制措施。 基础设施的抗裂缝设计: 针对已建和规划中的生命线工程(如输油管道、堤坝、高压输电线路),提出了基于“弹性约束”和“主动避让”原则的加固和选址策略,特别是对穿越高活动性地裂缝带的结构,建议采用柔性接头和浅埋技术。 结论与展望: 本书最后总结了临汾地裂缝是区域构造背景下,人类大规模地下水资源利用对地球系统施加的巨大外力,共同作用的产物。未来的研究应侧重于地下水流场的精细模拟及其与构造应力的时空耦合预测,以期为区域可持续发展提供更精准的科学支撑。 --- 本书特色 本书汇集了地质学、水文学、地球物理学和岩土工程学的最新研究成果,图件丰富,数据详实,是地质灾害研究者、水文地质工程师、城市规划与基础设施建设人员不可或缺的参考书。它不仅为地裂缝的“是什么”和“为什么”提供了深刻的解答,更为如何在复杂地质环境下实现人地和谐发展提供了宝贵的经验借鉴。 关键词: 临汾盆地;地裂缝;地下水开采;地面沉降;构造应力场;岩土工程力学;地质灾害评估。

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从最终的结论与展望来看,这本书展现了极强的学术担当和社会责任感。它不仅清晰地总结了现有研究能回答的问题,更重要的是,它毫不避讳地指出了当前模型在预测精度和机制理解上存在的薄弱环节。作者没有将“研究结束”等同于“所有问题解决”,而是非常负责任地提出了未来几个关键性的研究方向,例如对深部地壳物质响应的实时监测需求,以及如何将地裂缝活动纳入区域灾害风险评估体系的初步设想。这种面向未来的、具有前瞻性的视野,对于激励后续研究者继续深耕细作至关重要。对于政策制定者而言,这本书的建议部分提供了非常直接的、基于科学依据的参考价值,它不仅仅是一部纯粹的学术专著,更是一份有益于地方可持续发展的科学报告,其社会价值远远超出了纯粹的理论探索范畴。

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这本书的论证结构中,对特定地质单元的案例分析部分,简直就是一场教科书级别的“问题解决”演示。作者选取了几个最具代表性的地裂缝集中发育区域进行深入剖析,每一个案例都如同一个微观的实验室。他们如何通过野外地表地质调查,结合钻探获取的岩心资料,再辅以地球化学测试结果,将复杂的地下构造活动清晰地还原出来,这套组合拳打得非常漂亮。我特别留意了其中关于地下水活动与地壳应力耦合关系的研究,作者不仅提出了明确的关联假说,更重要的是,他们提供了多时间尺度上的一致性证据链条,从宏观的区域构造运动到微观的孔隙水压力变化,逻辑链条一环扣一环,让人不得不信服。这种基于多源异构数据的交叉验证,极大地提升了结论的强度和说服力,体现了作者深厚的综合分析能力。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮,封面采用了暗沉的矿物色调,像是从地层深处撷取的一块岩石样本,质感粗粝而厚重。字体选择上,主标题“临汾地裂缝的成因及发育环境研究”使用了宋体加粗的变体,透露出一种严谨的学术气息,但副标题和作者信息则巧妙地采用了更为现代、简洁的无衬线字体,这种新旧元素的碰撞,恰到好处地暗示了研究内容的深度与前沿性。内页的排版也极为考究,大片的留白使得文字区域显得疏朗有致,阅读起来丝毫没有压迫感。尤其值得称赞的是,书中穿插的插图和图表,清晰度极高,色彩还原度令人满意,那些复杂的构造示意图和地质剖面图,即便是初次接触地质学的人也能大致领会其脉络。纸张的选用是偏哑光的铜版纸,既保证了印刷效果的细腻,又有效避免了强光下的反光,长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。整体而言,这本书的物理形态,已经为接下来的深入阅读定下了一个专业而高雅的基调,让人忍不住想立刻翻开,探究那隐藏在地表之下的秘密。

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阅读完这本书的部分章节后,我最大的感受是作者在文献综述部分的扎实程度令人敬佩。它不仅仅是简单地罗列前人研究成果,更像是一场精妙的“学术对话”。作者似乎对临汾地区乃至周边相关构造带的历史地质变动脉络了如指掌,从区域应力场的历史演变到近现代活动特征的分析,都做到了逻辑严密、层层递进。这种梳理工作是极其繁琐且耗费心力的,但它为后续深入的现场数据分析和模型构建提供了坚不可摧的理论支撑。我尤其欣赏其中对不同学者间关于断裂带活动速率差异观点的辨析,作者并没有急于站队,而是客观地呈现了不同方法的局限性与适用性,这种审慎的态度,极大地增强了结论的可信度。对于想全面了解该研究领域基础的读者来说,这部分内容无疑是提供了一个全面且高水平的知识框架,远胜于零散的期刊文章拼凑起来的印象。

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这本书的叙事节奏把握得相当巧妙,尤其在描述研究方法论的章节,它完全没有一般学术著作那种枯燥的说教感。作者仿佛是一位经验丰富的现场工作者,带着读者一步步走进研究现场。比如,在介绍微震监测网络布设和数据采集流程时,行文流畅,细节丰富,甚至可以想象到当时野外工作的艰辛和对每一个数据点精益求精的态度。当涉及到高精度的GPS形变监测数据处理时,书中对误差分析和时间序列分解的描述,既有足够的数学严谨性,又不至于让非专业背景的读者望而却步。它将那些抽象的地球物理模型,通过生动的语言和恰当的比喻,转化为可以被直观理解的物理过程。这种“带着读者做实验”的写作手法,使得原本冰冷的技术描述充满了生命力,让人在学习方法论的同时,也收获了一种对科学探索精神的共鸣。

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