含断裂地层中抽水致地裂缝扩展的数值模拟

基于Biot固结理论，以隆尧地裂缝的地层结构为原型，考虑了先期断裂带的物理力学性质与周围土体的差异，建立了应力场—渗流场耦合的三维数值模型，对抽水情况下地表裂缝的扩展过程和特征进行了分析。结果表明：地裂缝产生开裂和扩展，需要具备一定的水位降深条件，并存在极限开裂深度。在断裂的上盘一侧抽水时，垂直位错率先出现，随后开裂向上盘一侧水平扩展；在下盘一侧抽水时，开裂由地表向深部扩展并向下盘一侧水平扩展；当在两盘同时抽水时，开裂由地表向深部扩展的同时，从先期断裂的边缘向两侧扩展。抽水井距先期断裂的远近对地裂缝的水平扩展具有重要影响，存在最有利于地裂缝水平扩展的间距。