地质灾害-地面沉降、地裂缝、地面塌陷地质灾害危险性评估.ppt
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1、地面沉降、地裂缝、地面塌陷 地质灾害危险性评估,王瑞久,坍陷(沉降)的分析调查,前 言 1、坍陷(沉降)的定义 2、土体压密 3、土体收缩 4、地面沉降 5、地裂缝 6、岩溶坍陷 7、构造与火山活动引起的沉降 8、人工开挖引起的坍陷 结 语 补充材料 亚利桑那州地面沉降和地裂缝成因,前 言 地质事件本身具有二大特点: 1)事件都不完全相同; 2)事件都不是单因素造成。 所以地质事件不存在有模式可套,只能从最基本的原理去分析和掌握。 本讲义要着重介绍一些基本原理和实际例子。,1、坍陷(沉降)的定义 坍陷、沉降(Subsidence),该专有名词用于地壳表面,通常定义为地面的点下沉到更低的水平位置
2、。换句话说,亦可定义为点的垂向位移,同时意味着临近点借助于向下运动而产生横向位移。,2、土体压密 2.1 影响土体压密的重要因素 2.2 土体压密过程概要 实例21 砂土液化概述,实例21 砂土液化概述 (摘自Pipkin,B.W and Trent.T.T,2001,Geology and the Environment),日本新泻1964年地震时砂土液化影响。这些设计为抗震的建筑物倾斜而未受损坏。,加州沃森维尔附近的野外涌沙,图C212 砂土液化(横向移动)系因地震时球粒(理想砂粒)的重新堆集。地震振动造成这种固体颗粒堆集更加有效,这会占据少量体积。一部分覆盖层荷载由水来支撑,这就无法阻止
3、水体横向运移。,震前,水,不稳定(立体)堆集,震后,液化土中剩余孔隙水负担覆盖层荷载 稳定(六边形)堆集,C213 唐山地造成的喷水冒砂区分布图震,(a)圣华金河谷位置。湿陷土几乎完全沿河谷西界分布,因抽地下水引起的沉降在整个河谷随处可见。(b)在河谷的湿陷土中,做注水试验的小块地。这小块地的总沉降达到3m(10英尺)。,3、土体收缩 3.1 季节性收缩试验 3.2 树根效应 3.3 粘土收缩效应 3.4 土体收缩过程概要 实例31 茂名民房裂缝和膨胀土,图3-1 树根效应(SHE 1965),4、地面沉降 4.1 含水层弹性的概念 4.2 含水层压密引起沉降的模拟 4.3 水位下降引起沉降过
4、程概要 实例41 上海市地面沉降监测资料 实例42 上海地面沉降和开采水量关系,4.1 含水层弹性的概念,4.2 含水层压密引起沉降的模拟,图4-2 含水层压密过程模拟弹簧,静水压力,过剩压力,图10.7降落漏斗的形成与效应 (A)在潜水含水层中,一个抽水井周围降落漏斗的水位下降。 (B)重迭的降落漏斗造成水位的净下降,浅井干枯 。,图10.9过度开采地下水引起的地面沉降使威尼斯下沉,慢慢淹掉具有建筑艺术的宝库。,4.3 上海市地面沉降 (摘自上海市地质调查研究院成果),4.3.1 地面沉降动态,F16,F11,F17,4.3.2 地面沉降与地下水开采分析,图4-2-13 第2含水层采灌量与地
5、下水位,图4-2-14 第3含水层采灌量与地下水位,图4-2-15 第4含水层采灌量与地下水位,图4-2-16 第5含水层采灌量与地下水位,图4-2-5 第2含水层水量、水位、沉降历时变化曲线图,图4-2-6 第3含水层水量、水位、沉降历时变化曲线图,图4-2-7 第4含水层水量、水位、沉降历时变化曲线图,图4-2-8 第5含水层水量、水位、沉降历时变化曲线图,4.3.3 地面沉降体积和地下水开采水量体积大致相当,通过基本以5年为间隔的全市水准复测,可以全面地了解地面沉降的现状与发展趋势。 在1980、1996、2001年一、二等水准测量数据基础上,编制了全市19801995、19962001
6、年地面沉降等值线图。,上海市19801995年累积地面沉降图,反映出地面沉降主要发育在中心城区、闵行华漕地区,影响范围不断扩大; 受邻近省区地下水开采影响,在金山枫泾、嘉定华亭附近沉降量较大。,上海市19962001年累积地面沉降图,上海外滩百年巨变,外滩防汛墙不断加高的过程从侧面反映了市区地面沉降的演化历史!,4.4 上海地面沉降选例 (摘自上海市地质调查研究院成果),4.4.1 京沪高速铁路(上海段),图3-4-3 京沪高速铁路(上海段)工程地质分区图,图4-2-2 京沪高速铁路(上海段) 1980-1995沉降等值线,图4-2-3 京沪高速铁路(上海段) 1995-2001沉降等值线,4
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