地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。地面沉降具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。自上世纪七十年代至今,西安地区地裂缝和地面沉降灾害造成的直接经济损失达40亿元。因此研究西安市地面沉降成因及致灾机理具有重要意义。本文介绍了国内外地面沉降的研究现状、主要模式、致灾原因及西安地面沉降概况,重点进行了西安地面沉降机理试验研究,即地面沉降大型物理模型试验与高压渗透固结试验。通过试验,对地面沉降机理研究进行了初步的探讨,得出了以下几点认识:1、物理模型试验结果表明,土层的应力与变形具有很好的对应关系。水位恢复期,砂层呈现一定的弹性变形特征,而在水位降低期,砂层则表现出弹塑性或弹性变形特征。试验发现,粉质粘土层随水压降低发生释水压密时,变形具有明显的滞后效应,滞后时间随固结度的增加而延长。2、物理模型试验发现,粉质粘土层在释水压密的过程中,当含水层水压升高时,压缩变形明显放缓并趋于稳定,即通过减少地下水开采使得水位回升以控制西安市地面沉降在理论上是可行的。3、高压渗透固结试验得出了不同深度(轴压)下,抽水(水压降低)引起的砂层变形与时间的量化关系曲线及不同孔隙比下对应的渗透系数(e-k曲线),即量化了不同密实度下砂样渗透特性,为计算变参数土层变形等问题提供了试验依据。4、高压渗透固结试验发现,轴压从4Mpa增加到5Mpa时,试样的渗透系数发生了突变(突然降低),通过颗粒分析,发现砂样级配发生了改变,双目镜照相及电镜扫描照片揭示了渗透系数图片及级配发生改变的原因,即部分粒径颗粒被压碎或压裂,表明砂样在高应力条件下变形是可观的。