PPT地面沉降、地裂縫、地面塌陷地質(zhì)災害危險性評估

地面沉沉降、、地裂裂縫、、地面面塌陷陷地地質(zhì)災災害危危險性性評估估坍陷（（沉降降）的的分析析調(diào)查查前言言1、坍陷陷（沉沉降））的定定義2、土體體壓密密3、土體體收縮縮4、地面面沉降降5、地裂裂縫6、巖溶溶坍陷陷7、構(gòu)造造與火火山活活動引引起的的沉降降8、人工工開挖挖引起起的坍坍陷結(jié)語語補充材材料亞利桑桑那州州地面面沉降降和地地裂縫縫成因因前言言地質(zhì)事事件本本身具具有二二大特特點：：1）事件件都不不完全全相同同；2）事件件都不不是單單因素素造成成。所所以以地質(zhì)質(zhì)事件件不存存在有有模式式可套套，只只能從從最基基本的的原理理去分分析和和掌握握。本講義義要著著重介介紹一一些基基本原原理和和實際際例子子。1、坍陷陷（沉沉降））的定定義坍坍陷陷、沉沉降（（Subsidence），該專有有名詞詞用于于地殼殼表面面，通通常定定義為為地面面的點點下沉沉到更更低的的水平平位置置。換換句話話說，，亦可可定義義為點點的垂垂向位位移，，同時時意味味著臨臨近點點借助助于向向下運運動而而產(chǎn)生生橫向向位移移。2、土體體壓密密2.1影響土土體壓壓密的的重要要因素素2.2土體壓壓密過過程概概要實例2—1砂土液液化概概述實例2—1砂土液液化概概述（摘自自Pipkin，B.WandTrent.T.T，2001，GeologyandtheEnvironment）日本新新瀉1964年地震震時砂砂土液液化影影響。。這些些設計計為抗抗震的的建筑筑物傾傾斜而而未受受損壞壞。加州沃沃森維維爾附附近的的野外外涌沙沙圖C2——1——2砂土液液化（（橫向向移動動）系系因地地震時時球粒粒（理理想砂砂粒））的重重新堆堆集。。地震震振動動造成成這種種固體體顆粒粒堆集集更加加有效效，這這會占占據(jù)少少量體體積。。一部部分覆覆蓋層層荷載載由水水來支支撐，，這就就無法法阻止止水體體橫向向運移移。震前，，水，，不穩(wěn)穩(wěn)定（（立體體）堆堆集，，震后后，液液化土土中剩剩余孔孔隙水水負擔擔覆蓋蓋層荷荷載穩(wěn)穩(wěn)定（（六邊邊形））堆集集C2——1——3唐山地地造成成的噴噴水冒冒砂區(qū)區(qū)分布布圖震震（a）圣華金金河谷谷位置置。濕濕陷土土幾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個河河谷隨隨處可可見。。（b）在河谷谷的濕濕陷土土中，，做注注水試試驗的的小塊塊地。。這小小塊地地的總總沉降降達到到3m（10英尺））。3、土體體收縮縮3.1季節(jié)性收縮縮試驗3.2樹根效應3.3粘土收縮效效應3.4土體收縮過過程概要實例3—1茂名民房裂裂縫和膨脹脹土圖3-1樹根效應（（SHE1965）4、地面沉降降4.1含水層彈性性的概念4.2含水層壓密密引起沉降降的模擬4.3水位下降引引起沉降過過程概要實例4—1上海市地面面沉降監(jiān)測測資料實例4—2上海地面沉沉降和開采采水量關(guān)系系4.1含水層彈性性的概念4.2含水層壓密密引起沉降降的模擬圖4-2含水層壓密密過程模擬擬彈簧，靜靜水壓力，，過剩壓力力圖10.7降落漏斗的的形成與效效應（A）在潛水含水水層中，一一個抽水井井周圍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凈凈下降，淺淺井干枯。圖10.9過度開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藝術(shù)的寶寶庫。4.3上海市地面面沉降(摘自上海市市地質(zhì)調(diào)查查研究院成成果)4.3.1地面沉降動動態(tài)F16F11F174.3.2地面沉降與與地下水開開采分析圖4-2-13第2含水層采灌灌量與地下下水位圖4-2-14第3含水層采灌灌量與地下下水位圖4-2-15第4含水層采灌灌量與地下下水位圖4-2-16第5含水層采灌灌量與地下下水位圖4-2-5第2含水層水量量、水位、、沉降歷時時變化曲線線圖圖4-2-6第3含水層水量量、水位、、沉降歷時時變化曲線線圖圖4-2-7第4含水層水量量、水位、、沉降歷時時變化曲線線圖圖4-2-8第5含水層水量量、水位、、沉降歷時時變化曲線線圖4.3.3地面沉降體體積和地下下水開采水水量體積大大致相當通過基本以以5年為間隔的的全市水準準復測，可可以全面地地了解地面面沉降的現(xiàn)現(xiàn)狀與發(fā)展展趨勢。在1980、1996、2001年一、二等等水準測量量數(shù)據(jù)基礎礎上，編制制了全市1980~1995、1996~2001年地面沉降降等值線圖圖。上海市1980~1995年累積地面面沉降圖反映出地面面沉降主要要發(fā)育在中中心城區(qū)、、閔行華漕漕地區(qū)，影影響范圍不不斷擴大；；受鄰近省區(qū)區(qū)地下水開開采影響，，在金山楓楓涇、嘉定定華亭附近近沉降量較較大。上海市1996~2001年累積地面面沉降圖上海外灘百百年巨變，，外灘防汛汛墻不斷加加高的過程程從側(cè)面反反映了市區(qū)區(qū)地面沉降降的演化歷歷史！4.4上海地面沉沉降選例(摘自上海市市地質(zhì)調(diào)查查研究院成成果)4.4.1京滬高速鐵鐵路(上海段)圖3-4-3京滬高速鐵鐵路(上海段)工程地質(zhì)分分區(qū)圖圖4-2-2京滬高速鐵鐵路(上海段)

1980-1995沉降等值線線圖4-2-3京滬高速鐵鐵路(上海段)

1995-2001沉降等值線線4.4.2南浦大橋南浦大橋4.3.3延安東路隧隧道4.4.4地鐵二號線線由于地鐵等等線型市政政設施穿越越不同沉降降速率的空空間，不可可避免地受受到不均勻勻沉降的影影響！區(qū)域地面沉沉降是地鐵鐵一、二號號線隧道變變形的主要要影響因素素。盾構(gòu)掘進中中擾動土體體產(chǎn)生的固固結(jié)變形隨隨時間逐漸漸趨于穩(wěn)定定后，隧道道變形則表表現(xiàn)出區(qū)域域地面沉降降動態(tài)的規(guī)規(guī)律。地鐵二號線線隧道平均均累計沉降降量為40.3毫米，東方方路—人民廣場區(qū)區(qū)間隧道累累計沉降量量為59.7毫米。隧道穿越黃黃浦江段沉沉降量明顯顯小于相鄰鄰區(qū)間。隧隧道差異性性變形明顯顯，陸家嘴嘴—黃浦江段、、黃浦江段段—人民廣場、、人民廣場場—石門路段累累計差異性性變形分別別為74.3、131.2、91.9毫米/公里。5、地裂縫5.1張裂隙發(fā)育育成地裂縫縫5.2不均勻沉降降引起張裂裂隙實例5—1西安地裂縫縫成因及治治理措施實例5—2蘇錫常地區(qū)區(qū)地裂縫成成因分析實例5—3亞利桑那州州菲尼克斯斯的地裂縫縫5.1張裂隙發(fā)育育成地裂縫縫圖5-1地裂縫發(fā)育育概圖（Bell1981）西安地裂縫縫分布面積積約155km2，由11條地裂縫組組成，其中中最長的有有20余公里。西安地裂縫縫造成房屋屋和城墻開開裂河北滄州地地裂縫長4公里2002年滄州市給給水管網(wǎng)破破裂776次在亞利桑那那州皮卡喬喬附近，因因抽地下水水的沉降引引發(fā)地裂縫縫。無錫市東亭亭鎮(zhèn)，地裂裂縫錯斷無無錫--上海公路，，兩側(cè)高差差達15-20cm，威脅行駛安安全。江陰市長涇涇鎮(zhèn)雙平大大樓因地裂裂縫影響現(xiàn)現(xiàn)已被迫拆拆除蘇錫常地區(qū)區(qū)地裂縫對對房屋造成成嚴重破壞壞圖C5-3-2亞利桑那州州卡薩格蘭蘭德西南約約32km泰布爾山附附近顯示地地裂縫的航航空照片A.小比例尺航航片，箭頭頭指向地裂裂縫圖C5-1-1西安市地裂裂縫與地貌貌的關(guān)系圖圖5.2不均勻沉降降引起張裂裂隙圖5-2與地裂縫有有關(guān)的三種種地質(zhì)條件件（M.K.LarsonandT.L.Pewe1986）圖C5-3-3顯示亞利桑桑那州南部部地裂縫與與地下水下下降和地貌貌關(guān)系的示示意圖A和B盆地和山脈的的理想化演化化。C由于地下水下下降形成的地地裂縫亞利桑那州中中南部的水位位下降，地面面沉降與地裂裂縫圖C5—2—2地裂縫成因模模式圖C5-2-1江陰——無錫地裂縫分分布圖（吳士士良、王瑞久久，2001）1、基巖殘丘；；2、地面沉降等等值線（m）；3、地裂縫及方向向6、巖溶坍陷6.1碳酸鹽巖地區(qū)區(qū)的地基問題題6.2灰?guī)r巖層中自自然坍陷發(fā)育育的基本特征征6.3巖溶坍陷的概概要6.4充泥洞穴內(nèi)壓壓密作用引起起坍陷6.5洞穴充填物的的地下侵蝕過過程實例6—1貴州甕福磷礦礦供水的抽水水試驗實例6—2武漢市陸家街街地區(qū)巖溶坍坍陷巖溶地形的地地面和地下特特征圖6-2充泥洞穴壓密密作用引起坍坍陷A.原水面B.水平下降引起起鈣質(zhì)紅土和和充填物壓密密圖6-3由于抽水引起起灰?guī)r充填物物的地下侵蝕蝕A.水位下降前的的平衡狀態(tài)；；B.水位下降，隨隨著向上侵蝕蝕過程使通道道被排空，出出現(xiàn)活躍的地地下侵蝕（潛潛蝕進入開闊闊的洞穴）；；C.洞穴的頂部逐逐漸坍陷，可可能短期內(nèi)受受鐵化中礫標標志層的抑制制；D.最后的拱頂坍坍陷，形成了了被同心球狀狀張力裂縫包包圍的落水洞洞（a）開始沉下去不不久，注意昂昂貴的賽車掉掉入坑內(nèi)。（b）從空中看，這這個坑幾乎完完全對稱。（c）堵塞后的景觀觀，落水洞地地區(qū)現(xiàn)在成了了一個城市公公園。佛羅里達州溫溫特帕克的落落水洞表示巖溶地區(qū)區(qū)有斷開的河河流，上百個個湖泊和幾千千個落水洞。。佛羅里達州州中部下伏第第三紀歐卡拉拉灰?guī)r，沿海海地帶由年輕輕的碎屑砂質(zhì)質(zhì)沉積組成。。這張圖解釋釋了沿著該州州南北軸向的的巖溶地區(qū)位位置。佛羅里達州中中部的衛(wèi)星照照片實例武武漢市陸家家街地區(qū)巖溶溶坍陷自1977年以來，陸家家街地區(qū)及周周圍已發(fā)生多多次地面塌陷陷，計有：1977年漢陽中南軋軋鋼廠堆料場場塌陷1983年阮家巷塌陷陷1988年武昌陸家街街塌陷1999年茅坦村小學學塌陷2000年2月武昌司法學學校塌陷2000年4月青菱鄉(xiāng)烽火火村塌陷陸家街降水潛蝕-重力致塌形成成過程模式略略圖h1孔隙水位；；h2巖溶水位；h3混合水位陸家街地區(qū)巖巖溶地面塌陷陷預測分區(qū)圖圖1.相對穩(wěn)定區(qū)；；2.潛在塌陷區(qū)；；3.塌陷危險區(qū)；；4.區(qū)；5.亞區(qū)；6.塌陷坑7、構(gòu)造與火山山活動引起的的沉降7.1構(gòu)造和火山活活動引起沉降降的過程概述述7.2地震活動引起起沉降圖解7.3地殼運動引起起自然沉降圖7-2主要地殼運動動引起自然沉沉降基本特征征在1964年耶穌受難節(jié)節(jié)，阿拉斯加加地震導致沉沉降和上升（（傾斜）的地地區(qū)，發(fā)生的的沉降達到1m。8、人工開挖引引起的坍陷8.1地下采煤沉陷陷機理的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)8.2地下采煤引起起巖層的非彈彈性變形和和時間有關(guān)關(guān)8.3地下硐室開挖挖的精密測量量8.4和采煤巷道有有關(guān)的應力再再分布8.5和采煤巷道有有關(guān)的地下活活動8.6巖石擴容的基基礎理論8.2地下采煤引起起巖層