地下水對工程的影響教學(xué)課件

姬鳳玲深圳大學(xué)土木工程學(xué)院工程地質(zhì)學(xué)1姬鳳玲深圳大學(xué)土木工程學(xué)院工程地質(zhì)學(xué)1開采地下水引起地面沉降地下水引起的滲透變形地下水造成基坑突涌地下水對混凝土的腐蝕作用地下水的浮托作用第三節(jié)地下水與工程開采地下水引起地面沉降地下水引起的滲透變形地下水造成基坑突涌一、開采地下水引起地面沉降一、開采地下水引起地面沉降世界上許多國家如美國、日本、墨西哥、歐洲和東南亞一些國家，由于開采地下水均發(fā)生了嚴(yán)重的地面沉降。我國的上海、天津、寧波、蘇州、無錫、西安、太原、臺北等70多個(gè)城市出現(xiàn)了不同程度的地面沉降。概述例如：墨西哥世界上許多國家如美國、日本、墨西哥、歐洲和東南亞一些國家，由圣母教堂(墨西哥)嚴(yán)重傾斜成為危險(xiǎn)建筑物圣母教堂(墨西哥)嚴(yán)重傾斜成為危險(xiǎn)建筑物上海市地面沉降從1921年明顯出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象以來，上海市區(qū)地面累計(jì)沉降量已經(jīng)超過2米（最嚴(yán)重處下沉2.63m），最大年均沉降量達(dá)110毫米。上海市地面沉降從1921年明顯出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象以來，上海市區(qū)天津市地面沉降導(dǎo)致橋梁橋墩下沉，橋梁凈空減小。（天津塘沽區(qū)最大沉降量3.14m。）天津市地面沉降導(dǎo)致橋梁橋墩下沉，橋梁凈空減小。地下水對工程的影響教學(xué)課件西安市地面沉降導(dǎo)致大雁塔傾斜1米多大雁塔傾斜西安市地面沉降導(dǎo)致大雁塔傾斜1米多大雁塔傾斜地下水對工程的影響教學(xué)課件地面沉降導(dǎo)致浙江蕭甬鐵路路基塌陷，鐵軌懸空、扭曲。地面沉降導(dǎo)致浙江蕭甬鐵路路基塌陷，鐵軌懸空、扭曲。開采地下水引起地面沉降的機(jī)理A原地下水位抽水后地下水位A點(diǎn)有效自重應(yīng)力？地下水位下降引起的應(yīng)力增量地下水位下降引起的應(yīng)力增量，使土體產(chǎn)生固結(jié)沉降，引起地面下沉．開采地下水引起地面沉降的機(jī)理A原地下水位抽水后地下水位A點(diǎn)有注意如何防治開采地下水所引起的地面沉降大量實(shí)踐證明，最有效的措施是限制地下水開采量，人工補(bǔ)給地下水（回灌）。例如：上海市自1965年開始，通過采取控制地下水開采、地下水人工回灌(自來水、湖泊水等)兩項(xiàng)措施，達(dá)到控制、延緩地面沉降的目標(biāo)。目前，每年平均下沉量不足10mm。在1966-1971年還回彈了3mm。砂土粘性土水位恢復(fù)后，砂層大體上能恢復(fù)原狀釋水壓密的過程中，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化，即使水位恢復(fù)，粘性土不會(huì)完全恢復(fù)原狀。注如何防治開采地下水所引起的地面沉降大量實(shí)踐證明，最有效的措二、地下水引起滲透變形基本概念滲透變形的類型滲透變形的防治措施二、地下水引起滲透變形基本概念滲透變形的類型滲透變形的防治措地下水在多孔介質(zhì)的空隙中的運(yùn)動(dòng)稱為滲透或滲流。由于地下水的滲流作用而引起地基土的變形或破壞，稱為滲透變形或滲透破壞.流動(dòng)的地下水會(huì)對土顆粒產(chǎn)生拖曳力，稱為動(dòng)水壓力（或滲透力）。滲透力的方向：和地下水的流動(dòng)方向一致基本概念滲透力的大?。旱叵滤诙嗫捉橘|(zhì)的空隙中的運(yùn)動(dòng)稱為滲透或滲流。由于地下水的滲滲透變形的類型潛蝕流土（流砂）滲透變形的類型潛蝕流土（流砂）流土：在滲流作用下，土體或顆粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。流土：在滲流作用下，土體或透水層不透水層基坑支擋防滲結(jié)構(gòu)基坑工程中的流土現(xiàn)象透水層不透水層基坑支擋防滲結(jié)構(gòu)基坑工程中的流土現(xiàn)象流砂引起上海軌道交通4號線區(qū)間隧道事故（2003.7.1）流砂引起上海軌道交通4號線區(qū)間隧道事故（2003.7.1）潛蝕機(jī)械潛蝕化學(xué)潛蝕管涌主要指巖溶作用潛蝕潛蝕機(jī)械潛蝕化學(xué)潛蝕管涌主要指巖溶作用潛蝕堤防

管涌：在地下水的滲透力（動(dòng)水壓力）作用下，土體中的細(xì)小顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)流失，土體孔隙不斷擴(kuò)大，滲流速度不斷增加，較粗顆粒也相繼被水帶走，最終形成貫穿的滲流通道，造成土體塌陷的現(xiàn)象。滲流過程演示堤防管涌：在地下水的滲透力（動(dòng)水壓力）作用下，土體中的細(xì)小地下水對工程的影響教學(xué)課件減小i：上游延長滲流路徑，或降低水頭差改善下游出口處條件：下游增加透水反濾蓋重滲透變形的防治措施減小i：上游延長滲流路徑，或降低水頭差改善下游出口處條件：反濾鋪蓋堤防反濾鋪蓋堤防反濾圍井堤防反濾圍井堤防反濾圍井湘江大堤搶險(xiǎn)反濾圍井湘江大堤搶險(xiǎn)含水層隔水層MH基坑突涌：當(dāng)基坑下部有承壓含水層時(shí)，開挖基坑減小了基坑底部隔水層的厚度，當(dāng)隔水層太薄經(jīng)受不了向上的承壓水頭作用，承壓水沖破基坑底板的現(xiàn)象。三、地下水造成基坑突涌含水層隔水層MH基坑突涌：當(dāng)基坑下部有承壓含水層時(shí)，開挖基坑當(dāng)基坑突涌基坑突涌發(fā)生的條件：如何防止基坑突涌發(fā)生：對承壓含水層預(yù)先降水減小基坑開挖深度≤≥當(dāng)基坑突涌基坑突涌發(fā)生的條件：如何防止基坑突涌發(fā)生：對承壓含練習(xí)：1、某建筑場地的地下水為承壓水，承壓水水位比含水層頂板高15m，進(jìn)行基坑開挖后，基坑底部粘土層容重是16kN/m3,基坑底面距離含水層頂板5m，請判斷該基坑工程是否安全？若不安全，應(yīng)采取何種措施？練習(xí)：1、某建筑場地的地下水為承壓水，承壓水水位比含水層頂板四、地下水的浮托作用地下水對處于地下水位以下的巖石、土產(chǎn)生浮托力。計(jì)算地基承載力時(shí)要考慮浮力影響。四、地下水的浮托作用地下水對處于地下水位以下的巖石、土產(chǎn)生浮當(dāng)建筑物基礎(chǔ)位于地下水位以下時(shí)，地下水對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生浮托力。當(dāng)建筑物基礎(chǔ)位于地下水位以下時(shí)，地下水對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生浮托力。地下水對工程的影響教學(xué)課件五、地下水對混凝土的腐蝕作用結(jié)晶型腐蝕分解型腐蝕復(fù)合型腐蝕地下水對混凝土建筑物材料的腐蝕是一項(xiàng)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，對建筑材料的耐久性影響很大．要對照<巖土工程勘察規(guī)范>進(jìn)行地下水侵蝕性評價(jià)．地下水對混凝土腐蝕類型五、地下水對混凝土的腐蝕作用結(jié)晶型腐蝕分解型腐蝕復(fù)合型腐蝕地姬鳳玲深圳大學(xué)土木工程學(xué)院工程地質(zhì)學(xué)34姬鳳玲深圳大學(xué)土木工程學(xué)院工程地質(zhì)學(xué)1開采地下水引起地面沉降地下水引起的滲透變形地下水造成基坑突涌地下水對混凝土的腐蝕作用地下水的浮托作用第三節(jié)地下水與工程開采地下水引起地面沉降地下水引起的滲透變形地下水造成基坑突涌一、開采地下水引起地面沉降一、開采地下水引起地面沉降世界上許多國家如美國、日本、墨西哥、歐洲和東南亞一些國家，由于開采地下水均發(fā)生了嚴(yán)重的地面沉降。我國的上海、天津、寧波、蘇州、無錫、西安、太原、臺北等70多個(gè)城市出現(xiàn)了不同程度的地面沉降。概述例如：墨西哥世界上許多國家如美國、日本、墨西哥、歐洲和東南亞一些國家，由圣母教堂(墨西哥)嚴(yán)重傾斜成為危險(xiǎn)建筑物圣母教堂(墨西哥)嚴(yán)重傾斜成為危險(xiǎn)建筑物上海市地面沉降從1921年明顯出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象以來，上海市區(qū)地面累計(jì)沉降量已經(jīng)超過2米（最嚴(yán)重處下沉2.63m），最大年均沉降量達(dá)110毫米。上海市地面沉降從1921年明顯出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象以來，上海市區(qū)天津市地面沉降導(dǎo)致橋梁橋墩下沉，橋梁凈空減小。（天津塘沽區(qū)最大沉降量3.14m。）天津市地面沉降導(dǎo)致橋梁橋墩下沉，橋梁凈空減小。地下水對工程的影響教學(xué)課件西安市地面沉降導(dǎo)致大雁塔傾斜1米多大雁塔傾斜西安市地面沉降導(dǎo)致大雁塔傾斜1米多大雁塔傾斜地下水對工程的影響教學(xué)課件地面沉降導(dǎo)致浙江蕭甬鐵路路基塌陷，鐵軌懸空、扭曲。地面沉降導(dǎo)致浙江蕭甬鐵路路基塌陷，鐵軌懸空、扭曲。開采地下水引起地面沉降的機(jī)理A原地下水位抽水后地下水位A點(diǎn)有效自重應(yīng)力？地下水位下降引起的應(yīng)力增量地下水位下降引起的應(yīng)力增量，使土體產(chǎn)生固結(jié)沉降，引起地面下沉．開采地下水引起地面沉降的機(jī)理A原地下水位抽水后地下水位A點(diǎn)有注意如何防治開采地下水所引起的地面沉降大量實(shí)踐證明，最有效的措施是限制地下水開采量，人工補(bǔ)給地下水（回灌）。例如：上海市自1965年開始，通過采取控制地下水開采、地下水人工回灌(自來水、湖泊水等)兩項(xiàng)措施，達(dá)到控制、延緩地面沉降的目標(biāo)。目前，每年平均下沉量不足10mm。在1966-1971年還回彈了3mm。砂土粘性土水位恢復(fù)后，砂層大體上能恢復(fù)原狀釋水壓密的過程中，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化，即使水位恢復(fù)，粘性土不會(huì)完全恢復(fù)原狀。注如何防治開采地下水所引起的地面沉降大量實(shí)踐證明，最有效的措二、地下水引起滲透變形基本概念滲透變形的類型滲透變形的防治措施二、地下水引起滲透變形基本概念滲透變形的類型滲透變形的防治措地下水在多孔介質(zhì)的空隙中的運(yùn)動(dòng)稱為滲透或滲流。由于地下水的滲流作用而引起地基土的變形或破壞，稱為滲透變形或滲透破壞.流動(dòng)的地下水會(huì)對土顆粒產(chǎn)生拖曳力，稱為動(dòng)水壓力（或滲透力）。滲透力的方向：和地下水的流動(dòng)方向一致基本概念滲透力的大小：地下水在多孔介質(zhì)的空隙中的運(yùn)動(dòng)稱為滲透或滲流。由于地下水的滲滲透變形的類型潛蝕流土（流砂）滲透變形的類型潛蝕流土（流砂）流土：在滲流作用下，土體或顆粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。流土：在滲流作用下，土體或透水層不透水層基坑支擋防滲結(jié)構(gòu)基坑工程中的流土現(xiàn)象透水層不透水層基坑支擋防滲結(jié)構(gòu)基坑工程中的流土現(xiàn)象流砂引起上海軌道交通4號線區(qū)間隧道事故（2003.7.1）流砂引起上海軌道交通4號線區(qū)間隧道事故（2003.7.1）潛蝕機(jī)械潛蝕化學(xué)潛蝕管涌主要指巖溶作用潛蝕潛蝕機(jī)械潛蝕化學(xué)潛蝕管涌主要指巖溶作用潛蝕堤防

管涌：在地下水的滲透力（動(dòng)水壓力）作用下，土體中的細(xì)小顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)流失，土體孔隙不斷擴(kuò)大，滲流速度不斷增加，較粗顆粒也相繼被水帶走，最終形成貫穿的滲流通道，造成土體塌陷的現(xiàn)象。滲流過程演示堤防管涌：在地下水的滲透力（動(dòng)水壓力）作用下，土體中的細(xì)小地下水對工程的影響教學(xué)課件減小i：上游延長滲流路徑，或降低水頭差改善下游出口處條件：下游增加透水反濾蓋重滲透變形的防治措施減小i：上游延長滲流路徑，或降低水頭差改善下游出口處條件：反濾鋪蓋堤防反濾鋪蓋堤防反濾圍井堤防反濾圍井堤防反濾圍井湘江大堤搶險(xiǎn)反濾圍井湘江大堤搶險(xiǎn)含水層隔水層MH基坑突涌：當(dāng)基坑下部有承壓含水層時(shí)，開挖基坑減小了基坑底部隔水層的厚度，當(dāng)隔水層太薄經(jīng)受不了向上的承壓水頭作用，承壓水沖破基坑底板的現(xiàn)象。三、地下水造成基坑突涌含水層隔水層MH基坑突涌：當(dāng)基坑下部有承壓含水層時(shí)，開挖基坑當(dāng)基坑突涌基坑突涌發(fā)生的條件：如何防止基坑突涌發(fā)生：對承壓含水層預(yù)先降水減小基坑開挖深度≤≥當(dāng)基坑突涌基坑突涌發(fā)生的條件：如何防止基坑突涌發(fā)生：對承壓含練習(xí)：1、某建筑場地的地下水為承壓水，承壓水水位比含水層頂板高15m，進(jìn)行基坑開挖后，基坑底部粘土層容重是16kN/m3,基坑底面距離含水層頂板5m，請判斷該基坑工程是否安全？若不安全，應(yīng)采取何種措施？練習(xí)：1、某建筑場地的地下水為承壓水，承壓水水位比含水層頂板四、地下水的浮托作用地下水對處于地下水位以下的巖石、土產(chǎn)生浮托力。計(jì)算地基承載力時(shí)要考慮浮力影響。四、