6工程灾害与防治

土木工程概概论第六大讲工程灾害与与防治、工工程加固在人类历史史中，伴随随人类社会会的，不仅仅仅只有人人类文明、、科学技术术的进步，，还有各种种各样的灾灾难，它们们为人类历历史留下的的是一页页页触目惊心心的篇章。。在刚刚过过去的一个个世纪里，，自然的或或人为的灾灾害给全球球人类造成成了不可估估量的损失失。联合国国公布了二二十世纪全全球十项最最具危害性性的战争外外灾难。它它们分别是是“地震灾害害”、“风风灾”、““水灾”、、“火灾””、“火山山喷发”、、“海洋灾灾难”、““生物灾难难”、“地地质灾难””、“交通通灾难”、、“环境污污染”。第一节工程灾害与与防治最常发生的的工程灾害害有：地震风灾火灾地质灾害1.1地震灾灾害之历史上大地地震1556年(明朝嘉靖靖三十四年)陕西关中大大地震，遭受这次地地震破坏共计计101个县县,分布在陕陕西、山西、、河南、甘肃肃、宁夏等省省区,面积约约28万平方方公里，人口口伤亡有名者者八十三万有有奇。1906年美美国旧金山大大地震:地震规模约约8.1，早早期的报告中中死亡人数约约700人，，但是最近的的报告估计约约3到4倍之之多。此次地地震出现了大大断层断层长长度超过400公里，断断层两侧上下下落差约为0.6公尺，，最大水平相相对位移达7公尺之多。。1923年日日本关东大地地震：规模为8.2。地震发发生刚好在中中午，房屋多多为木造，且且自来水管破破裂，以致引引起极严重的的火灾，在相相模湾沿岸还还有海啸侵袭袭，海啸高度度达11公尺尺，灾情相当当严重。关东东地区南部的的地盘隆起1至2公尺。。东京地区有有68,000人死亡，，大部分死于于火灾；横滨滨地区死亡人人数约33,000人；；房屋受震倒倒毁约25,000栋，，烧掉约45,000栋栋。1960年智智利大地震:规模约9.5，为本世纪纪最大的地震震。此次地震震所引起的海海啸，曾侵袭袭日本东北地地方太平洋岸岸，其海啸高高度高达6公公尺，造成一一千多人死伤伤或失踪。1976年中中国唐山大地地震:规模7.8，，官方估计约约250,000人死亡亡，在北京约约有100人人死于泥墙及及砖房的倒塌塌。超过500,000人受伤。由由于唐山是工工业大城，所所以灾后对中中国经济的影影响甚剧。1995年日日本阪神大地地震:发生在1995年1月17日，当地地时间上午5时46分，，规模为7.2。这次地地震还引起火火灾以及土壤壤液化、地盘盘下陷等。共共计有5502人死亡，，约41500人受伤，，住家房屋全全毁将近10万栋，半毁毁约107,0002栋栋，由于火灾灾而烧毁的房房屋数目为7608栋，，灾情相当严严重。2008年中中国汶川大地地震:发生在2008年5月12日，当地地时间下午2时28分，，规模为8.0。汶川大地震图图片之废墟下被困人人员汶川大地震图图片之被压车辆汶川大地震图图片之被毁房屋汶川大地震图图片之山体滑坡引起起唐家山堰塞塞湖1.2地震灾灾害之地震原因地球内部由表表及里可分为为地壳、地幔幔、地核三个个圈层。据统统计约有92%的地震发发生在地壳中中，其余的的发生在地幔幔上部。由于于引起地壳震震动的原因不不同，可以把把地震分为构造地震、火山地震和陷落地震。构造地震是由由于岩层断裂裂，发生变位位错动，在地地质构造上发发生巨大变化化而产生的地地震，所以叫叫做构造地震震，也叫断裂裂地震。目前前世界上发生生的地震90%以上属于于构造地震。。构造地震的的震源深度通通常多在60公里以内。。1.3地震灾灾害之地震带分布布环太平洋地震震带：地中中海-印度尼尼西亚地震带带、洋脊地震震带我国强震及地地震带分布情情况1.4震级与与烈度震级：表征一次地震震震源释施能能量的大小。。震级由距震中中100km处Wood-Anderson式式标准地震仪仪所记录的最最大水平地动动位移A（μμs）计算出出。M=logA一个6级地震震释放的能量量相当于美国国投掷在日本本广岛的原子子弹所具有的的能量。震级级每相差1.0级，能量量相差大约32倍；每相相差2.0级级，能量相差差约1000倍。地震烈度(Intensity):是指地面及房房屋等建筑物物受地震破坏坏的程度。对对同一个地震震，不同的地地区，烈度大大小是不一样样的。距离震震源近，破坏坏就大，烈度度就高；距离离震源远，破破坏就小，烈烈度就低。中国地震烈度度表中国地震加速速度总图在地质条件和和距离相同的的情况下，震震级越大，烈烈度越大。震级M与震中中烈度I的关系M23456788以上I1~234~56~77~89~1011121.5地震灾灾害之地震防治（1）结构措措施；2002年实实施的《建筑筑抗震设计规规范》，我国国城镇建筑必必须做到“小小震不坏、中中震可修、大大震不倒”。。从结构抗震震设计角度提提出的一个结结构概念---“强柱柱弱梁，强剪剪弱弯”。(2)隔隔震；被隔振设备和和支承结构之之间，设置如如钢弹簧、橡橡胶制品、软软木或乳胶海海绵等减振器器或减振材料料，使干扰力力的频率与隔隔振体系的自自振频率之比比大于2,以以便得到66％以上的隔隔振效果。（3）设置粘粘滞阻尼器；；粘滞阻尼器能能有效地消耗耗地震输入能能，减小结构构地震响应。。2.1风灾之灾害损失从19世纪末末期开始，世世界上共有11座悬索桥桥在风致振动动下毁坏。第第一个有记载载的是1818年坠毁的的苏格兰的Oryburgh-Abbeg悬索索桥。1879年，英国国的Tay桥桥事故不仅仅造成桥梁结结构的破坏，，而且还使75人丧生。。1940年年秋，美国华华盛顿州刚建建成四个月的的一座跨度为为853m的的塔科马（Tacoma）悬索桥在在18m/s的风速下发发生了强烈的的振动。1970年11月，孟加加拉国遭受强强风暴及其带带来的风暴潮潮和暴雨袭击击，竟然造成成30万人丧丧生。风暴潮潮的威力之大大，能把巨轮轮搁到半山腰腰上去。“中国沿海容易易遭受风暴潮潮影响的脆弱弱地带，往往往又是经济发发达、人口稠稠密的地区。。全国70%以上的大城城市、55%的国民经济济收入都分布布在东部和南南部沿海地区区。从1988年到2004年，，中国每年因因台风造成的的直接经济损损失高达233.5亿元元，死亡人数数达440人人，农作物受受灾面积达4323.8万亩，倒塌塌房屋30.7万间。2.2风灾之风荷载空气在结构物物附近的流动动2.2风灾之风荷载气流绕过建筑筑物侧面2.2风灾之风荷载风压分布的基基本特点：◆在正面风力作作用下，迎风风面一般均有有正压力，此此正压力在迎迎风面的中间间偏上最大，，两边及底下下最小;◆背风面承受全全部负压力（（吸力），一一般两边略大大，中间较小小，分布比较较均匀;◆当风平行于建建筑物侧面时时，两侧一般般也同时受吸吸力作用。迎迎风侧较大，，背风侧小;2.3风灾之风灾防治（1）基本风风压大的地区区应控制建筑筑物高度;一般近地面处处的风速较小小，愈向上风风速逐渐加大大。（2）建筑物物体型设计成成圆形与接近近圆形;圆形能有效地地避免了涡流流区出现，减减小负压。（3）尽可能能采用坡屋面面，特别是四四坡屋面。总的来说坡屋屋面比普通人人字形屋面具具有更好的抗抗风性能，这这是由于四坡坡屋面转角处处的结构形式式可有效地降降低峰值吸力力。上海环球金融融中心3.1火灾之灾害损失2003年11月3日，，湖南省衡阳阳市衡州大厦厦失火。2004年2月15日，，吉林市中百百商厦特大火火灾。2007年12月12日日，温州市温温富大厦起火火。2001年9月11日9：40许纽纽约世贸大厦厦在大火中倒倒塌。3.2火灾之灾害防治提高钢筋混凝凝土构件耐火火极限的主要要措施有：（1）增加钢钢筋混凝土构构件的截面尺尺寸（30××30cm的的钢筋混泥土土柱，耐火极极限3.00h；37××37cm的的钢筋混泥土土柱，耐火极极限5.00h）；（2）增加钢钢筋混泥土构构件的钢筋保保护层厚度（（简支钢筋混混泥土梁，非非预应力钢筋筋，当保护层层厚度分别为为2.0、2.5、3.0cm时，，耐火极限分分别为1.75、2.00、2.30h；简支支钢筋混泥土土圆孔空心板板，非预应力力钢筋，当保保护层厚度分分别为1.0、2、3.0cm时，，耐火极限分分别为0.9、1.25、1.5h），可采取取增加抹灰层层厚度；（3）预应力力钢筋混泥土土圆孔楼板下下面喷涂防火火涂料，预应应力钢筋混泥泥土圆孔楼板板的耐火极限限较差，当保保护层厚度1cm时，耐耐火极限0.4h；保护护层厚度3cm时，耐火火极限0.85h，若若在该预应力力钢筋混泥土土圆孔楼板下下喷涂0.5cm厚的106防火涂涂料，可提高高耐火极限到到1.8h。。4.1地质灾灾害之灾害损失地质灾害主要要包括：滑坡坡、泥石流。。南昆铁路八渡渡滑坡4.1地质灾灾害之灾害损失１９８２年７７月１７日至至１８日，云云阳县城东的的鸡扒子发生生滑坡。１１９８５年６６月１２日凌凌晨，湖北秭秭归县新滩滑滑坡。２００１年５５月１日２００时３０分左左右，武隆县县县城仙女路路西段发生山山体滑坡。2007年7月18日，，全国著名旅旅游景点渣滓滓洞被泥石流流冲得面目全全非。被泥石流冲得得面目全非的的渣滓洞监狱狱2008年9月8日山西临汾市襄汾汾县陶寺乡塔塔山矿区废弃弃尾矿库垮坝坝事故4.2地质灾灾害之灾害防治滑坡防治措施施主要有：抗滑桩支挡、、削坡减载、、截水排水、、坡脚反压抗滑桩施工4.2地质灾灾害之灾害防治泥石流防治措措施主要有：：(1)跨越工工程。修建桥桥梁、涵洞，，从泥石流沟沟上方跨越通通过;（2）穿过工工程。修建隧隧道、渡槽，，从泥石流下下方通过;（3）防护工工程。修建护护坡、挡墙、、顺坝、丁坝坝等;（4）排导工工程。修建导导堤、急流槽槽、束流堤等等。某丁坝照片第二节工程加固国内外工程加加固现状在发达国家或或地区，人们们常常对重要要建筑物进行行抗震加固，，或对桥梁、、简仓等构筑筑物及局部损损坏认为拆除除又不合算的的结构进行加加固。有人预预计美、英等等国的改造维维护业到2000年要超超过新建筑业业。在我国，旧房房改造、受灾灾房屋加固等等工程项目已已越来越多，，同时加固产产生的社会效效益和经济效效益也越来越越大，但实际际操作上只仅仅仅是在加固固时就事论事事，很少对工工程结构加固固的效果作理理论上的细致致分析和试验验论证。1990年，我我国成立了全全国建筑物鉴鉴定和加固标标准技术委员员会，并开始始编制建筑物物鉴定和加固固规程。同济济大学也为建建筑改造加固固建立了专门门的研究学科科，从而对工工程结构加固固是一种有力力的扶持和推推动。工程加固实例例：北京全国农业业展览馆综合合馆，1976年唐山地地震，综合馆馆遭到严重损损坏，抗震加加固措施:1.层面大、、小亭子都有有震害，将八八角亭的外柱柱和内柱分布布组成开洞钢钢筋混凝土墙墙，使强度和和刚度都提高高。2.开裂墙体体用5cm厚厚钢筋网水泥泥砂浆面层单单面加固，以以提高墙体抗抗剪强度。3.底层大厅厅的加固考虑虑减少砖墙的的震害，加固固时用28