地質(zhì)災(zāi)害之地面變形

第六講變形地質(zhì)災(zāi)害地面1.概述2.類型3.分布規(guī)律4.地面沉降一、概述地面變形地質(zhì)災(zāi)害的定義廣義：指因內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用和人類活動(dòng)而使地面形態(tài)發(fā)生變形破壞，造成經(jīng)濟(jì)損失和（或）人員傷亡的現(xiàn)象和過程。如，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的山地臺(tái)升和盆地下沉；抽取地下水、開采地下礦產(chǎn)等人類活動(dòng)造成的地裂縫、地面沉降和塌陷等。狹義：指地面沉降、地裂縫和地面塌陷等以地面垂直變形破壞或地面標(biāo)高改變?yōu)橹鞯牡刭|(zhì)災(zāi)害。二、地面變形地質(zhì)災(zāi)害的類型按地面變形的形式分類

地面沉降—逐步的地面塌陷—突然的地裂縫

滲透變形特殊巖土脹縮變形—黃土濕陷性，膨脹土等。地面沉降主要內(nèi)容一、概述二、我國地面沉降的現(xiàn)狀三、地面沉降的危害四、地面沉降的成因機(jī)制五、地面沉降的時(shí)空特征六、地面沉降的主要特點(diǎn)七、地面沉降的監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)八、地面沉降的防治一、概述1、定義地面沉降：發(fā)生在較大面積的地表高程降低、地面舒緩變形的現(xiàn)象和持續(xù)過程。2、成因類型（1）自然因素構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)地震火山活動(dòng)地面加載（2）人為因素開采地下水、油氣資源地面加載形成的地面沉降范圍大、速率小形成的地面沉降范圍小、速率和幅度較大歸屬于地殼形變或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的范疇，作為自然動(dòng)力現(xiàn)象加以研究歸屬于地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象進(jìn)行研究和防治構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的地面沉降急劇變形：因基底斷塊快速下降造成地表高程降低，地面急劇變形，如地震。構(gòu)造蠕變：構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以一種緩慢連續(xù)的方式進(jìn)行，表現(xiàn)為基底斷塊持續(xù)的緩慢沉降或巖層的拗陷。變形速率小、持續(xù)時(shí)間長天津市基底下降形成的沉降值約為1.7mm/a

地面加載引起的地面沉降自然原因：冰川期大陸冰蓋形成厚度達(dá)2000m巨大靜壓力挪威/芬蘭發(fā)生地面沉降最大值達(dá)2.5m冰川消融回彈人為原因：如修建水庫、建造房屋等上海市30%地面沉降來自高層建筑和大型工程的影響浦東陸家嘴

2004年地面沉降量達(dá)3cm上海沉降最嚴(yán)重的地區(qū)二、我國地面沉降現(xiàn)狀

到2003年地面沉降面積已達(dá)到93,855km2，形成長三角、華北平原、和汾渭盆地等地面沉降災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)。華北平原地面沉降等值線圖三、地面沉降的危害1.地面標(biāo)高損失，地表積水，放泄洪能力下降曼谷洪水泛濫的原因“除了氣候，就是地面沉降鬧的，海水回灌進(jìn)曼谷了，前幾天，邢臺(tái)強(qiáng)調(diào)自己地勢(shì)低，污染物也容易聚集

2.標(biāo)高降低，海平面升高，雙重因素，海水倒灌，桑田變滄海了。3.地下管線扭曲斷裂，天然氣泄漏，自來水管泄漏。次生災(zāi)害很多。4.橋梁凈空減小，影響通航5.農(nóng)村積水，農(nóng)作物減產(chǎn)。6.高程資料失效。7.房屋下沉，花錢買一樓，過幾年變成地下室了。8.樁基礎(chǔ)負(fù)摩擦，降低樁承載力-以后《基礎(chǔ)工程》詳細(xì)講不均勻沉降危害更大，造成房屋傾斜、開裂、倒塌。建筑物受損地面不均勻沉降錯(cuò)斷供水管道四、地面沉降的成因機(jī)制1、飽水多孔介質(zhì)的失水壓密原理

（1）抽水條件、地面加載條件下壓密2、不同類型巖土失水壓密特點(diǎn)

（1）砂礫質(zhì)含水層失水壓密特點(diǎn)

（2）粘性土的失水壓密特點(diǎn)3、地面沉降的產(chǎn)生條件土力學(xué)p90-板書一下地面原水位下降后水位2、不同謙類型巖薄土失水窩壓密特補(bǔ)點(diǎn)（1）砂礫術(shù)質(zhì)含水算層失水克壓密特忙點(diǎn)（做含刃水率實(shí)勞驗(yàn)時(shí)講調(diào)過，沙會(huì)子孔隙陶度小，殊但孔隙葛大，親來水礦物蜂含量低疤，持水研性差，要求犁取樣粘性劑土5～10g，砂洽性土20～30g）①砂礫質(zhì)閣含水層濃一旦被雕抽汲，釋水快，壓力滑傳遞快脫，壓密燦作用顯度現(xiàn)得快倍，地面粉可在較對(duì)短時(shí)間完內(nèi)出現(xiàn)快沉降，屠即滯后袍時(shí)間懸短，延遲揭效應(yīng)不插明顯；②由際于砂勤礫質(zhì)產(chǎn)含水腳層本霉身的孔隙阿度較繁小，可驕供壓盞密的楚空間漂小，歸所以嶼，地面總騙沉降量舌較小；--天然舊砂層策一般隱都比晨較密附實(shí)③砂礫仿質(zhì)含水哀層顆粒鄭間為硬猾連接，上失水和隔充水能吵夠以可逆新方式中進(jìn)行，形成殺的地面犧沉降具強(qiáng)有彈性變搖形的特心點(diǎn)，抽水捷時(shí)，地飽面下沉叉，水位宏恢復(fù)時(shí)蠟，又可回彈。-基坑回英彈，所美以基坑吐開挖后宅要盡快租施工，攪否則，礎(chǔ)一是風(fēng)賀吹日曬虹水泡，盛而是回自彈使得詞建筑物跨沉降大魯，土的蛾性質(zhì)，賠大家學(xué)朗過壓縮頭系數(shù)，升回彈指清數(shù)，見晴土力學(xué)算。（2）粘吃性土咳的失鳳水壓劍密特后點(diǎn)①粘性款土孔弟隙雖課小，徹但孔隙度槳大，遠(yuǎn)犁遠(yuǎn)超狂過砂米礫質(zhì)淹土，干粘性棄土一催旦失寨水壓講密，可壓縮辭空間大，能夠井產(chǎn)生較爹大的地餓面下沉柔量；--尤其蓄是軟蝴土，疏如上六海。②由于攀粘性土撈中的水汁主要是竭結(jié)合水龜，水壓扭傳遞和錄應(yīng)力消及散慢，法失壓后鞏需要相堆當(dāng)長的贊時(shí)間才糊可建立東新的壓違力平衡巧，所以旁抽水對(duì)桶它的影蜓響來得責(zé)慢，即滯后時(shí)兔間長，延遲效徹應(yīng)也十城分明顯，這就燭是為什貪么在許亭多粗細(xì)些顆粒相娘迭置的容地下水肌分布區(qū)盒抽水時(shí)芒地面沉證降不明氏顯，水敞位恢復(fù)志后，地寫面沉降求仍會(huì)持男續(xù)發(fā)展叼的原因癢；③粘防性土仍失水林壓密際過程絨失去宮的水萍主要油是結(jié)覺合水剃，骨炸架的科壓密浴是塑罰性變屋形，老兩者產(chǎn)都是不可逆開過程，所霸以，歇所造艙成的地面沉糊降大部江分是永膛久性的傅。---回彈種很小。4、地傾面沉絨降的孔產(chǎn)生伐條件(1)厚層松煉散細(xì)粒最土層的捆存在(2斯)長期志過量償開采陜地下短流體(3銹)新構(gòu)集造運(yùn)喪動(dòng)的交影響(4穴)城市建下設(shè)對(duì)地首面沉降講的影響五、晃地面漁沉降產(chǎn)的時(shí)光空特壟征綜合影柜響的結(jié)浙果導(dǎo)致豆地面沉坐降時(shí)空召分布呈據(jù)現(xiàn)復(fù)雜順的局面馳，后面爸詳細(xì)講文。1、地面落沉降的病變形形泳式垂直散位移水平位鋸移（1）垂直形位移地面沉改降以地牢層的垂努直位移殺變形為殿主，并婆隨各地經(jīng)點(diǎn)有效透應(yīng)力增猜量大小朝的不同蔑而不同測(cè)。初始地扔形面垂直位咸移量的筋空間變忽化圖規(guī)律梯性：警由沉表降中貴心向軌周邊早方向獲逐漸占減小ABO垂直泄位移搭量由于垂積直應(yīng)變?nèi)痪鶆蛘簦诔翞榻祬^(qū)中榴心，兩讓側(cè)土體匆會(huì)向中鵝心擠壓應(yīng)，產(chǎn)生船剪切破診裂面，狂地面出亭現(xiàn)地裂秩縫。上海椅閔行揭區(qū)華舟漕地核面沉沒降與況地下開水位傾變化晝發(fā)展寫趨勢(shì)垂直位導(dǎo)移量隨騎著地下魔水位的殊降低而隊(duì)逐漸增勢(shì)大（2）水努平位柱移地面庫沉降咳垂直鴉變形呀的過稿程中省，土盼體也射會(huì)形稠成側(cè)胃向拉肉力，扇產(chǎn)生決水平?jīng)鑫灰汽?。與粘垂直推位移他相比畜，水利平位欲移形得成的范變形侵量要小得多2、地面淡沉降的浪影響因述素及其翻對(duì)地面佛形變的坦作用（1）地層跑組合寒對(duì)地究面沉焰降的框影響捉作用地層巖漆性地層厚湖度巖性組賊合（2）抽水演對(duì)地晃面沉弄降的秧影響距抽黃水井拴遠(yuǎn)近謊的影紅響抽水量丑的影響抽水方挺式（1）地層瓜組合對(duì)騰地面沉化降的影罵響作用1）地模層巖善性的倒影響不同的獅地層巖懸性對(duì)地隆面沉降糖的影響規(guī)律移性：磨砂礫默層的壞壓縮獻(xiàn)量小調(diào)。2）地濕層厚自度的躬影響不同杠的地拒層巖舅性對(duì)趕地面大沉降偶的影笨響規(guī)律跳性：杯粘性蹄土的皆累積震厚度尺越大谷，壓格縮總嗽量越隱大3）地凡層組兩合的車影響規(guī)律廉性：針在同籠等開屯采條撥件下店，粘輪性土鑰層數(shù)各越多傅，沉瓜降速位率越辯大。不同的桶地層組鐘合對(duì)地娃面沉降聯(lián)的影響在某耳些情姻況下左地下趨水開允采漏呼斗區(qū)興與地只面沉爺降中驢心并候不一神致，還和巖靠性有關(guān)（2）抽為水對(duì)圍地面尚沉降樹的影杏響作凈用1）距寶抽水適井遠(yuǎn)漸近的靠影響規(guī)律枝性：標(biāo)地層年巖性應(yīng)組合頭相似姨時(shí)，櫻地面腎沉降砌中心寨往往瓣與地披下水環(huán)開采賄中心泥在位圍置上肯吻合壁一致坑。

距離抽水井遠(yuǎn)近對(duì)地面沉降的影響Q1（2）抽水捎對(duì)地面廁沉降的蛙影響作尤用2）抽椅水量唱的影蒙響規(guī)律縫性：蜘抽水四量越榴大，蒜沉降姿量、凱沉降分速率羅和沉婚降范輔圍越尚大。

抽水量對(duì)地面沉降的影響Q2Q1Q1<Q23）抽水翅方式的承影響連續(xù)抽水，抽水量恒定，補(bǔ)給充沛連續(xù)抽水，抽水量恒定，補(bǔ)給不足間斷抽水，抽水量恒定

間斷抽水，抽水量不定

eб土體反復(fù)受壓縮過程4）開采日布局的盯影響不同的紅開采布邁局對(duì)地姐面沉降課的影響規(guī)律性畝：同樣范的開采銷量，集征中布井兔方式產(chǎn)產(chǎn)生的地焰面沉降篩量和危捷害比分求散布井跨方式大慮。六、稻地面她沉降直的主鼓要特鞋點(diǎn)區(qū)域易卻發(fā)性—三大倉區(qū)，遇回憶時(shí)間四累進(jìn)屠性-上海19棟21年過程竟?jié)u變辣性-累計(jì)才才能顯出抄，但稍釋一留篇心，鏈還是棄會(huì)發(fā)塘現(xiàn)許距多細(xì)極節(jié)：些穿過撲城區(qū)沿的京扛滬鐵躬路，糟由于榜地面倍沉降已，鐵黎軌下偉面需云要年筐年墊扇石，魄市區(qū)桶里，謎新修叨的街逼道路立面要稈比舊朱馬路捆高出哈一截支，以mm為單位負(fù)統(tǒng)計(jì)，攪大家感黑受不強(qiáng)章烈，生慰活中，堤別人的額孩子長夕得快。晝有人用烤溫水煮蠢青蛙比泉喻，都其是文科叉人的杜剪撰，許唱多媒體疏都是迷煤信傳播豈的幫兇辭，博眼經(jīng)球，而不且有利懶可圖，狂無知者散無畏，襖而且，心中國人眾清談多驅(qū)，實(shí)驗(yàn)叫少，饅剪頭哪層鐵先熟，爬討論了御十萬字元。沒一社個(gè)做實(shí)喝驗(yàn)的。亞所以，嚴(yán)大家還盤應(yīng)該做暴好實(shí)驗(yàn)由，比如板，比重受試驗(yàn)，15喘g土占杜的體喝積才6g左右字，測(cè)貧水的求質(zhì)量飼時(shí)，衰稍微焰不注酷意，1g誤差對(duì)扭實(shí)驗(yàn)結(jié)詞果影響龍很大，繩大家計(jì)際算的從真的都有建，3.乘0以上盼的都高讓大節(jié)家重預(yù)做了賣，所窯以要惠特別奧仔細(xì)創(chuàng)，另枕外，婚我自乓己也墊試驗(yàn)煤了一襲下，貍多加害點(diǎn)土嗽，50g，這樣仁的話1g誤差朝對(duì)實(shí)狼驗(yàn)結(jié)唐果影蛙響就值小多府了，鄉(xiāng)豐當(dāng)然牌，主培要是擋大家廈不細(xì)暮心，周大家暢知道1g水是咳多少建嗎？跳滴管50滴，壤比重挑瓶那稼個(gè)圓增柱形鴿小嘴攀剛好1g。成因復(fù)想雜性—巖層竹，地圈下水盼，加程載難以逆繪轉(zhuǎn)性-地面緊標(biāo)高朝，經(jīng)濟(jì)損凝失無力儲(chǔ)回天興（地饑）七、裕地面合沉降凈的監(jiān)化測(cè)與競(jìng)預(yù)測(cè)區(qū)域地覆面沉降觸監(jiān)測(cè)技流術(shù)精密水喇準(zhǔn)測(cè)量GP秀S測(cè)量In賣SA訓(xùn)R技術(shù)2.地面共沉降蠟分層澆動(dòng)態(tài)之監(jiān)測(cè)3.自動(dòng)化僻監(jiān)測(cè)技促術(shù)4.地面適沉降按量預(yù)赤測(cè)區(qū)域賊地面鎮(zhèn)沉降少監(jiān)測(cè)鉆技術(shù)精密水阻準(zhǔn)測(cè)量目前棋較為艷普遍曠和常慎用的湊方法特點(diǎn)：精度魔高，成紐奉果可靠遮，操作遼方便，都儀器便癢宜效率低洋、勞動(dòng)棵強(qiáng)度大述、難以段自動(dòng)化GPS測(cè)量近10多年來潑，美國巷等國家義開始將GPS技術(shù)服用于休區(qū)域鳥地面口沉降雜監(jiān)測(cè)補(bǔ)，并銜取得赴初步匹成效義。我國的悉成功經(jīng)考驗(yàn)不多鄉(xiāng)豐，這就領(lǐng)是為捉什么經(jīng)緯儀退出辯歷史怖舞臺(tái)測(cè)距阻儀退出琴歷史燃舞臺(tái)仰了水準(zhǔn)儀還在及大范榜圍使費(fèi)用的湊原因窯，就鋪是因輝為一濾般的全站付儀和GPS都不能幅滿足監(jiān)囑測(cè)環(huán)境守下的高程要求忠。特點(diǎn)：設(shè)備昂汽貴，精恰度低，坊難以進(jìn)役行大規(guī)斜模布網(wǎng)In位SA禿R技術(shù)利用不慣同時(shí)間秀測(cè)量的晝地面圖活像相重環(huán)疊而形清成微分隆干涉圖添像，圖取像中一曉個(gè)相干碰顏色條燥紋循環(huán)蹤蝶代表一久定數(shù)量白的地面啟變形量姻，并通炎過對(duì)比瘋地面變桐形實(shí)測(cè)對(duì)值來確吵定，最王終處理脫成地面架變形等繪值線圖訓(xùn)。特點(diǎn)：具有大膽面積、銅快速的恩優(yōu)勢(shì)，北是水準(zhǔn)壟測(cè)量和GPS測(cè)量的有袋效補(bǔ)充確。2、地面征沉降分呀層動(dòng)態(tài)遣監(jiān)測(cè)基巖標(biāo)蒙和分層冬標(biāo)監(jiān)測(cè)天室進(jìn)行帆地面沉墾降監(jiān)測(cè)爹的重要冊(cè)技術(shù)手驢段?；鶐r萬標(biāo)：埋設(shè)繞在地住下完兔整基憤巖上喘的特逢殊觀庫測(cè)點(diǎn)全，可冶作為豪地面耀沉降寧測(cè)量含的高欺程控眠制點(diǎn)幸。分層標(biāo)：根據(jù)么土層的納性質(zhì)，河埋設(shè)在兆地下不登同深度暢土層和竟含砂層麥中的特適殊觀測(cè)適點(diǎn)，是優(yōu)有效測(cè)餅量松散年土層變予形量的載設(shè)施。3、自動(dòng)梨化監(jiān)測(cè)歐技術(shù)（1）擱自動(dòng)茂化監(jiān)篩測(cè)系緊統(tǒng)組撲成4、地面柳沉降量近預(yù)測(cè)對(duì)抽水犁引起的協(xié)地面沉宴降進(jìn)行膛預(yù)測(cè)，被因影響惡因素復(fù)增雜，預(yù)浮測(cè)難度彩較大。豆近年來架，國內(nèi)熟外對(duì)此欄作了大毀量的研桑究工作振。我國然地面沉貞降問題喝較嚴(yán)重篇的幾個(gè)擠城市也鉆先后進(jìn)趨行了系翅統(tǒng)的沉酸降量觀廚測(cè)、模爐型試驗(yàn)喬、沉降腸量計(jì)算炊和預(yù)測(cè)脅工作。統(tǒng)計(jì)美模型傳統(tǒng)的岸理論?；⑿蛿?shù)值方糾法這種方頓法適用剪于已長期并地面沉教降及地顯下水位暑詳細(xì)觀寨測(cè)資料禮的地區(qū)。由于圓大量開久采地下抱水（油豪、氣）沉引起地直下水位棟（油、蚊氣壓）垃持續(xù)下獻(xiàn)降，進(jìn)爸而引起歉介質(zhì)失憶水壓密滔是地面野沉降的鏟根本原壩因。所吉以可利駛用地下債水開采算量或地犬下水水民位與地最面沉降與量的資端料，建寶立兩者卵之間的回歸并方程。例如：酬根據(jù)天庸津市資發(fā)料，可除得S鎖=2義8.占13簽+銳0.搭00予67瘦Q式中：S為地假面累毛計(jì)沉扇降量腿；Q為累探計(jì)開門采量緊。又如器，根術(shù)據(jù)上聯(lián)海市奪資料擁，得豆：S=盞B0規(guī)+很B1h昆+B顏2D段+B3湯H式中謎：B0、B1、B2、B3為回歸或系數(shù)；h為水守位變帽幅；D為水霞位作辦用天垂數(shù)；H為該堪水作進(jìn)用期雷間平肚均水偷位。統(tǒng)計(jì)業(yè)模型統(tǒng)計(jì)模農(nóng)型優(yōu)缺跟點(diǎn)如果杏建立S~Q或S~h的回歸摟方程，即削可根態(tài)據(jù)未球來的惠開采總計(jì)劃付推算庸地面陷沉降懷量的師值。這種方晴法的優(yōu)點(diǎn)是簡單嗓明了，郊適用范焰圍廣。頁只要把密主要的錯(cuò)影響因央素考慮賽進(jìn)去，救可以不慕考慮復(fù)縮慧雜的物刪理過程娘。但該勾方法有別很大的弱點(diǎn)，從醉理論驕上講耐，不蛾能對(duì)機(jī)理有更深銷刻的了海解。-比如月，很透多統(tǒng)棒計(jì)報(bào)炸告，誕都是辰事后素諸葛銷亮，繼先有普靶子唯，再的射箭悟，比咳如，酷中央2臺(tái)的扎股票妻新聞星“由掙于xx，某普股票雹大漲養(yǎng)”如甘果你奏知道艘這個(gè)莊規(guī)律噴，你繡怎么某不買偽股票腦？還祖有，召很多屋彩民郵，個(gè)事個(gè)都雙是數(shù)滑學(xué)家優(yōu)，費(fèi)衣勁心醒思找龍規(guī)律顫，本穗來就零是隨震機(jī)事判件，瞞非要德找出騾規(guī)律桂來，狀結(jié)果礙只能揮是機(jī)圖關(guān)算薯盡太暴聰明撇。傳統(tǒng)的刷理論?；⑿瓦@類模持型主要個(gè)是根據(jù)土力學(xué)慰固結(jié)理酒論的基本擇原理，北對(duì)在某債一特定港抽水條胖件下，喘各巖性蠻層對(duì)應(yīng)餃的有效遇應(yīng)力增顧量，分音別計(jì)算殃器壓縮校變形量戀，然后攔