第九章地面沉降的工程地質(zhì)研究學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第九章第九章 地面沉降地面沉降(d min chn jin)的工的工程地質(zhì)研究程地質(zhì)研究第一頁(yè)，共47頁(yè)。地面沉降地面沉降是指在一定的地表面積內(nèi)所發(fā)生的地面水平面降低的現(xiàn)象。地面沉降現(xiàn)象很早就為史書(shū)所記載。作為自然災(zāi)害，地面沉降的發(fā)生有著一定的地質(zhì)原因。但是，隨著人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的膨脹，地面沉降現(xiàn)象越來(lái)越頻繁，沉降面積也越來(lái)越大。在人口密集的城市，地面沉降現(xiàn)象尤為嚴(yán)重(ynzhng)?，F(xiàn)在我們研究地面沉降的原因時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，人為因素已大大超過(guò)了自然因素?，F(xiàn)在的地面沉降現(xiàn)象與其說(shuō)是自然災(zāi)害，倒不如稱(chēng)之為人為禍患。 第1頁(yè)/共47頁(yè)第二頁(yè)，共47頁(yè)。地面沉降的地質(zhì)原因 從地質(zhì)因素看

2、，自然界發(fā)生的地面沉降大致有下列3種原因。 1.地表松散地層或半松散地層等在重力作用下，在松散層變成致密的、堅(jiān)硬或半堅(jiān)硬巖層時(shí)，地面會(huì)因地層厚度的變小而發(fā)生沉降。 2.因地質(zhì)構(gòu)造作用導(dǎo)致(dozh)地面凹陷而發(fā)生沉降。 3.地震導(dǎo)致(dozh)地面沉降。 第2頁(yè)/共47頁(yè)第三頁(yè)，共47頁(yè)。地面沉降的人為原因 地面沉降現(xiàn)象與人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)。尤其是近幾十年來(lái)，人類(lèi)過(guò)度開(kāi)采(kici)石油、天然氣、固體礦產(chǎn)、地下水等直接導(dǎo)致了今天全球范圍內(nèi)的地面沉降。在我國(guó)，由于各大中城市都處于巨大的人口壓力之下，地下水的過(guò)度抽采更為嚴(yán)重，導(dǎo)致大部分城市出現(xiàn)地面沉降，在沿海地區(qū)還造成了海水入侵。 地面沉降導(dǎo)致了地

3、表建筑和地下設(shè)施的破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因地面沉降導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1億元人民幣以上。值得慶幸的是，我國(guó)已開(kāi)始重視這個(gè)問(wèn)題，控制人口增長(zhǎng)、合理開(kāi)采(kici)地下水等一系列政策的出臺(tái)使我國(guó)很多地區(qū)的地面沉降現(xiàn)象已經(jīng)或?qū)⒌玫娇刂啤?第3頁(yè)/共47頁(yè)第四頁(yè)，共47頁(yè)。第4頁(yè)/共47頁(yè)第五頁(yè)，共47頁(yè)。; ;(bitu)(bitu)第5頁(yè)/共47頁(yè)第六頁(yè)，共47頁(yè)。第6頁(yè)/共47頁(yè)第七頁(yè)，共47頁(yè)。天津市地面沉降(d min chn jin)第7頁(yè)/共47頁(yè)第八頁(yè)，共47頁(yè)。第8頁(yè)/共47頁(yè)第九頁(yè)，共47頁(yè)。西安市地面沉降(d min chn jin)第9頁(yè)/共47頁(yè)第十頁(yè)，共47頁(yè)。上個(gè)世紀(jì)90年代

4、以來(lái)，由于采取限采、禁采地下水和回灌地下水等措施，上海、嘉興、寧波等地沉降速度趨緩，但總體沉降范圍卻在迅速擴(kuò)展。如杭、嘉、湖的沉降正向整個(gè)平原蔓延，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的地面沉降在區(qū)域上有連成一片的趨勢(shì)。蘇錫常地區(qū)的沉降速度也在加大，蘇州市自1949年以來(lái)累計(jì)地面沉降600毫米的面積已達(dá)180平方公里，常州43平方公里，無(wú)錫59.5平方公里。地面沉降最嚴(yán)重的是上海，其次是蘇錫常，再次是杭嘉湖。40年來(lái)，上海市因地面沉降的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2900億元，其中潮損1755億元，澇損848億元，安全高程(gochng)損失189億元。第10頁(yè)/共47頁(yè)第十一頁(yè)，共47頁(yè)。北京供水三分之二來(lái)自地下水。近年來(lái)，由

5、于地下水的超量開(kāi)采，北京平原地面沉降呈快速增加趨勢(shì)。到目前為止，在東郊八里莊大郊亭、東北郊來(lái)廣營(yíng)、昌平沙河八仙莊、大興榆垡禮賢、順義平各莊等地已經(jīng)形成了五個(gè)較大的沉降區(qū)，沉降中心累計(jì)沉降量分別達(dá)到722毫米、565毫米、688毫米、661毫米、250毫米。最嚴(yán)重的地方，地表還在以每年20至30毫米的速度下沉。由于地面沉降，北京城市基礎(chǔ)設(shè)施受到一定程度的損害。在部分沉降區(qū)發(fā)現(xiàn)工廠(chǎng)、居民區(qū)樓房墻壁開(kāi)裂、地基下沉、地下管道工程損壞等50余處險(xiǎn)情，一些建筑物的抗震(kngzhn)能力和使用壽命也受到影響。 第11頁(yè)/共47頁(yè)第十二頁(yè)，共47頁(yè)。第12頁(yè)/共47頁(yè)第十三頁(yè)，共47頁(yè)。第13頁(yè)/共47頁(yè)第

6、十四頁(yè)，共47頁(yè)。北京每年平均超采地下水約1億立方米，這是造成地面沉降(d min chn jin)的主要原因。 近年來(lái)，北京市每年開(kāi)采地下水量達(dá)26億至27億立方米平均每年超采1億立方米。在2003年，北京平原形成的5個(gè)沉降區(qū)中，形成了近1100平方公里的降落漏斗，導(dǎo)致大面積地面沉降(d min chn jin)，根據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，累計(jì)地面沉降(d min chn jin)量大于50毫米的地區(qū)達(dá)到2815平方公里。第14頁(yè)/共47頁(yè)第十五頁(yè)，共47頁(yè)。第15頁(yè)/共47頁(yè)第十六頁(yè)，共47頁(yè)。第16頁(yè)/共47頁(yè)第十七頁(yè)，共47頁(yè)。第17頁(yè)/共47頁(yè)第十八頁(yè)，共47頁(yè)。第18頁(yè)/共47頁(yè)第

7、十九頁(yè)，共47頁(yè)。第19頁(yè)/共47頁(yè)第二十頁(yè)，共47頁(yè)。第20頁(yè)/共47頁(yè)第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。第21頁(yè)/共47頁(yè)第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。第22頁(yè)/共47頁(yè)第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。第23頁(yè)/共47頁(yè)第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。第24頁(yè)/共47頁(yè)第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。第25頁(yè)/共47頁(yè)第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。第26頁(yè)/共47頁(yè)第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。下相對(duì)含水層中的孔隙水壓力下相對(duì)含水層中的孔隙水壓力隨之而減小。根據(jù)有效應(yīng)力原隨之而減小。根據(jù)有效應(yīng)力原理可知，土中由復(fù)蓋層荷載引理可知，土中由復(fù)蓋層荷載引起的總應(yīng)力是由孔隙中的水和起的總應(yīng)力是由孔隙中的水和土顆粒骨架共同承擔(dān)的。土顆粒骨架共同承擔(dān)的。第27頁(yè)/共

8、47頁(yè)第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。第28頁(yè)/共47頁(yè)第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。第29頁(yè)/共47頁(yè)第三十頁(yè)，共47頁(yè)。土層厚度和透水性)。這樣，在承壓水位降低后，直到應(yīng)力轉(zhuǎn)變過(guò)程(也就是固結(jié)過(guò)程)最終完成之前的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，粘土(zhn t)層中始終不同程度地存在有高于和新的承壓水位相平衡的孔隙水壓力，這部分孔隙水壓力通常被稱(chēng)為剩余孔隙水壓力或超孔隙水壓力。第30頁(yè)/共47頁(yè)第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。圖1第31頁(yè)/共47頁(yè)第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。圖2 由承壓水頭降低引起的土層固結(jié)( ji)的模擬試驗(yàn)結(jié)果第32頁(yè)/共47頁(yè)第三十三頁(yè)，共47頁(yè)。第33頁(yè)/共47頁(yè)第三十四頁(yè)，共47頁(yè)。第34頁(yè)/共47頁(yè)第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。第35頁(yè)/共47頁(yè)第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。第36頁(yè)/共47頁(yè)第三十七頁(yè)，共47頁(yè)。第37頁(yè)/共47頁(yè)第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。第38頁(yè)/共47頁(yè)第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。第39頁(yè)/共47頁(yè)第四十頁(yè)，共47頁(yè)。第40頁(yè)/共47頁(yè)第四十一頁(yè)，共47頁(yè)。有厚層的正常固結(jié)甚或欠固結(jié)有厚層的正常固結(jié)甚或欠固結(jié)的可壓縮性粘性土層等，對(duì)于的可壓縮性粘性土層等，對(duì)于地面沉降的產(chǎn)生是特別有利