近年来对西安地裂缝灾害的调查和勘探结果表明,该区域内存在有一些高倾角隐伏地裂缝,这些隐伏地裂缝的破裂扩展与地层的沉积作用同步进行。为探究在同沉积黄土介质中隐伏地裂缝的破裂扩展规律,本文在野外调查成果的基础上设计了一组大型物理模型试验,并利用PFC2D数值模拟软件对物理模型试验过程进行了数值模拟,在这两者的相互印证的基础上进行了相关的力学分析。本文取得的主要成果如下:(1)总结了西安地区同沉积地裂缝的发育特征:对于地裂缝两侧同一标志层,上升盘厚度小,下降盘厚度大;层顶错距小,层底错距大。(2)设计并开展了一组模拟黄土同沉积环境下隐伏地裂缝破裂扩展的物理模型试验。试验发现同沉积效应下土体内部会形成直立裂缝和反倾裂缝,同沉积的过程表现出早期裂缝的闭合和新裂缝的开启;与非同沉积效应相比,同沉积效应对土体地裂缝的破裂扩展有一定的削弱作用,随着土层沉积的加厚,反倾裂缝的倾角有变大的趋势;对于等量的地裂缝活动,等厚新覆土层的地表沉降量越来越小。(3)对于物理模型试验的四次沉降过程进行了相似工况的数值模拟试验。数值模拟结果证明土体中会形成近直立裂缝和反倾裂缝,并且新形成的反倾裂缝是在前期直立裂缝的基础上形成的,其倾角随着新覆层数的增加而逐渐变大,这种现象与物理模型试验结果相对应。(4)基于断裂力学理论对同沉积过程中地裂缝开裂倾角变化进行了初步的力学分析,并推导了确定隐伏地裂缝地表最大影响宽度的计算公式。