PPT地面沉降、地裂缝、地面塌陷地质灾害危险性评估

地面沉沉降、、地裂裂缝、、地面面塌陷陷地地质灾灾害危危险性性评估估坍陷（（沉降降）的的分析析调查查前言言1、坍陷陷（沉沉降））的定定义2、土体体压密密3、土体体收缩缩4、地面面沉降降5、地裂裂缝6、岩溶溶坍陷陷7、构造造与火火山活活动引引起的的沉降降8、人工工开挖挖引起起的坍坍陷结语语补充材材料亚利桑桑那州州地面面沉降降和地地裂缝缝成因因前言言地质事事件本本身具具有二二大特特点：：1）事件件都不不完全全相同同；2）事件件都不不是单单因素素造成成。所所以以地质质事件件不存存在有有模式式可套套，只只能从从最基基本的的原理理去分分析和和掌握握。本讲义义要着着重介介绍一一些基基本原原理和和实际际例子子。1、坍陷陷（沉沉降））的定定义坍坍陷陷、沉沉降（（Subsidence），该专有有名词词用于于地壳壳表面面，通通常定定义为为地面面的点点下沉沉到更更低的的水平平位置置。换换句话话说，，亦可可定义义为点点的垂垂向位位移，，同时时意味味着临临近点点借助助于向向下运运动而而产生生横向向位移移。2、土体体压密密2.1影响土土体压压密的的重要要因素素2.2土体压压密过过程概概要实例2—1砂土液液化概概述实例2—1砂土液液化概概述（摘自自Pipkin，B.WandTrent.T.T，2001，GeologyandtheEnvironment）日本新新泻1964年地震震时砂砂土液液化影影响。。这些些设计计为抗抗震的的建筑筑物倾倾斜而而未受受损坏坏。加州沃沃森维维尔附附近的的野外外涌沙沙图C2——1——2砂土液液化（（横向向移动动）系系因地地震时时球粒粒（理理想砂砂粒））的重重新堆堆集。。地震震振动动造成成这种种固体体颗粒粒堆集集更加加有效效，这这会占占据少少量体体积。。一部部分覆覆盖层层荷载载由水水来支支撑，，这就就无法法阻止止水体体横向向运移移。震前，，水，，不稳稳定（（立体体）堆堆集，，震后后，液液化土土中剩剩余孔孔隙水水负担担覆盖盖层荷荷载稳稳定（（六边边形））堆集集C2——1——3唐山地地造成成的喷喷水冒冒砂区区分布布图震震（a）圣华金金河谷谷位置置。湿湿陷土土几乎乎完全全沿河河谷西西界分分布，，因抽抽地下下水引引起的的沉降降在整整个河河谷随随处可可见。。（b）在河谷谷的湿湿陷土土中，，做注注水试试验的的小块块地。。这小小块地地的总总沉降降达到到3m（10英尺））。3、土体体收缩缩3.1季节性收缩缩试验3.2树根效应3.3粘土收缩效效应3.4土体收缩过过程概要实例3—1茂名民房裂裂缝和膨胀胀土图3-1树根效应（（SHE1965）4、地面沉降降4.1含水层弹性性的概念4.2含水层压密密引起沉降降的模拟4.3水位下降引引起沉降过过程概要实例4—1上海市地面面沉降监测测资料实例4—2上海地面沉沉降和开采采水量关系系4.1含水层弹性性的概念4.2含水层压密密引起沉降降的模拟图4-2含水层压密密过程模拟拟弹簧，静静水压力，，过剩压力力图10.7降落漏斗的的形成与效效应（A）在潜水含水水层中，一一个抽水井井周围降落落漏斗的水水位下降。。（B）重迭的降落落漏斗造成成水位的净净下降，浅浅井干枯。图10.9过度开采地地下水引起起的地面沉沉降使威尼尼斯下沉，，慢慢淹掉掉具有建筑筑艺术的宝宝库。4.3上海市地面面沉降(摘自上海市市地质调查查研究院成成果)4.3.1地面沉降动动态F16F11F174.3.2地面沉降与与地下水开开采分析图4-2-13第2含水层采灌灌量与地下下水位图4-2-14第3含水层采灌灌量与地下下水位图4-2-15第4含水层采灌灌量与地下下水位图4-2-16第5含水层采灌灌量与地下下水位图4-2-5第2含水层水量量、水位、、沉降历时时变化曲线线图图4-2-6第3含水层水量量、水位、、沉降历时时变化曲线线图图4-2-7第4含水层水量量、水位、、沉降历时时变化曲线线图图4-2-8第5含水层水量量、水位、、沉降历时时变化曲线线图4.3.3地面沉降体体积和地下下水开采水水量体积大大致相当通过基本以以5年为间隔的的全市水准准复测，可可以全面地地了解地面面沉降的现现状与发展展趋势。在1980、1996、2001年一、二等等水准测量量数据基础础上，编制制了全市1980~1995、1996~2001年地面沉降降等值线图图。上海市1980~1995年累积地面面沉降图反映出地面面沉降主要要发育在中中心城区、、闵行华漕漕地区，影影响范围不不断扩大；；受邻近省区区地下水开开采影响，，在金山枫枫泾、嘉定定华亭附近近沉降量较较大。上海市1996~2001年累积地面面沉降图上海外滩百百年巨变，，外滩防汛汛墙不断加加高的过程程从侧面反反映了市区区地面沉降降的演化历历史！4.4上海地面沉沉降选例(摘自上海市市地质调查查研究院成成果)4.4.1京沪高速铁铁路(上海段)图3-4-3京沪高速铁铁路(上海段)工程地质分分区图图4-2-2京沪高速铁铁路(上海段)

1980-1995沉降等值线线图4-2-3京沪高速铁铁路(上海段)

1995-2001沉降等值线线4.4.2南浦大桥南浦大桥4.3.3延安东路隧隧道4.4.4地铁二号线线由于地铁等等线型市政政设施穿越越不同沉降降速率的空空间，不可可避免地受受到不均匀匀沉降的影影响！区域地面沉沉降是地铁铁一、二号号线隧道变变形的主要要影响因素素。盾构掘进中中扰动土体体产生的固固结变形随随时间逐渐渐趋于稳定定后，隧道道变形则表表现出区域域地面沉降降动态的规规律。地铁二号线线隧道平均均累计沉降降量为40.3毫米，东方方路—人民广场区区间隧道累累计沉降量量为59.7毫米。隧道穿越黄黄浦江段沉沉降量明显显小于相邻邻区间。隧隧道差异性性变形明显显，陆家嘴嘴—黄浦江段、、黄浦江段段—人民广场、、人民广场场—石门路段累累计差异性性变形分别别为74.3、131.2、91.9毫米/公里。5、地裂缝5.1张裂隙发育育成地裂缝缝5.2不均匀沉降降引起张裂裂隙实例5—1西安地裂缝缝成因及治治理措施实例5—2苏锡常地区区地裂缝成成因分析实例5—3亚利桑那州州菲尼克斯斯的地裂缝缝5.1张裂隙发育育成地裂缝缝图5-1地裂缝发育育概图（Bell1981）西安地裂缝缝分布面积积约155km2，由11条地裂缝组组成，其中中最长的有有20余公里。西安地裂缝缝造成房屋屋和城墙开开裂河北沧州地地裂缝长4公里2002年沧州市给给水管网破破裂776次在亚利桑那那州皮卡乔乔附近，因因抽地下水水的沉降引引发地裂缝缝。无锡市东亭亭镇，地裂裂缝错断无无锡--上海公路，，两侧高差差达15-20cm，威胁行驶安安全。江阴市长泾泾镇双平大大楼因地裂裂缝影响现现已被迫拆拆除苏锡常地区区地裂缝对对房屋造成成严重破坏坏图C5-3-2亚利桑那州州卡萨格兰兰德西南约约32km泰布尔山附附近显示地地裂缝的航航空照片A.小比例尺航航片，箭头头指向地裂裂缝图C5-1-1西安市地裂裂缝与地貌貌的关系图图5.2不均匀沉降降引起张裂裂隙图5-2与地裂缝有有关的三种种地质条件件（M.K.LarsonandT.L.Pewe1986）图C5-3-3显示亚利桑桑那州南部部地裂缝与与地下水下下降和地貌貌关系的示示意图A和B盆地和山脉的的理想化演化化。C由于地下水下下降形成的地地裂缝亚利桑那州中中南部的水位位下降，地面面沉降与地裂裂缝图C5—2—2地裂缝成因模模式图C5-2-1江阴——无锡地裂缝分分布图（吴士士良、王瑞久久，2001）1、基岩残丘；；2、地面沉降等等值线（m）；3、地裂缝及方向向6、岩溶坍陷6.1碳酸盐岩地区区的地基问题题6.2灰岩岩层中自自然坍陷发育育的基本特征征6.3岩溶坍陷的概概要6.4充泥洞穴内压压密作用引起起坍陷6.5洞穴充填物的的地下侵蚀过过程实例6—1贵州瓮福磷矿矿供水的抽水水试验实例6—2武汉市陆家街街地区岩溶坍坍陷岩溶地形的地地面和地下特特征图6-2充泥洞穴压密密作用引起坍坍陷A.原水面B.水平下降引起起钙质红土和和充填物压密密图6-3由于抽水引起起灰岩充填物物的地下侵蚀蚀A.水位下降前的的平衡状态；；B.水位下降，随随着向上侵蚀蚀过程使通道道被排空，出出现活跃的地地下侵蚀（潜潜蚀进入开阔阔的洞穴）；；C.洞穴的顶部逐逐渐坍陷，可可能短期内受受铁化中砾标标志层的抑制制；D.最后的拱顶坍坍陷，形成了了被同心球状状张力裂缝包包围的落水洞洞（a）开始沉下去不不久，注意昂昂贵的赛车掉掉入坑内。（b）从空中看，这这个坑几乎完完全对称。（c）堵塞后的景观观，落水洞地地区现在成了了一个城市公公园。佛罗里达州温温特帕克的落落水洞表示岩溶地区区有断开的河河流，上百个个湖泊和几千千个落水洞。。佛罗里达州州中部下伏第第三纪欧卡拉拉灰岩，沿海海地带由年轻轻的碎屑砂质质沉积组成。。这张图解释释了沿着该州州南北轴向的的岩溶地区位位置。佛罗里达州中中部的卫星照照片实例武武汉市陆家家街地区岩溶溶坍陷自1977年以来，陆家家街地区及周周围已发生多多次地面塌陷陷，计有：1977年汉阳中南轧轧钢厂堆料场场塌陷1983年阮家巷塌陷陷1988年武昌陆家街街塌陷1999年茅坦村小学学塌陷2000年2月武昌司法学学校塌陷2000年4月青菱乡烽火火村塌陷陆家街降水潜蚀-重力致塌形成成过程模式略略图h1孔隙水位；；h2岩溶水位；h3混合水位陆家街地区岩岩溶地面塌陷陷预测分区图图1.相对稳定区；；2.潜在塌陷区；；3.塌陷危险区；；4.区；5.亚区；6.塌陷坑7、构造与火山山活动引起的的沉降7.1构造和火山活活动引起沉降降的过程概述述7.2地震活动引起起沉降图解7.3地壳运动引起起自然沉降图7-2主要地壳运动动引起自然沉沉降基本特征征在1964年耶稣受难节节，阿拉斯加加地震导致沉沉降和上升（（倾斜）的地地区，发生的的沉降达到1m。8、人工开挖引引起的坍陷8.1地下采煤沉陷陷机理的发现现8.2地下采煤引起起岩层的非弹弹性变形和和时间有关关8.3地下硐室开挖挖的精密测量量8.4和采煤巷道有有关的应力再再分布8.5和采煤巷道有有关的地下活活动8.6岩石扩容的基基础理论8.2地下采煤引起起岩层