第八章土木工程及防災(zāi)、減災(zāi)

1、第八章第八章 土木工程與防災(zāi)、減災(zāi)土木工程與防災(zāi)、減災(zāi) 土木工程災(zāi)害的含義與類型土木工程災(zāi)害的含義與類型8.18.1工程結(jié)構(gòu)災(zāi)害檢測工程結(jié)構(gòu)災(zāi)害檢測8.28.2工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)與加固工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)與加固8.3 土木工程防災(zāi)、減災(zāi)的思考土木工程防災(zāi)、減災(zāi)的思考8.48.1 土木工程災(zāi)害的含義與類型土木工程災(zāi)害的含義與類型8.1.1土木工程災(zāi)害的含義土木工程災(zāi)害的含義n土木工程災(zāi)害是指土木工程在建設(shè)和使用的過程中，土木工程災(zāi)害是指土木工程在建設(shè)和使用的過程中，受到災(zāi)害發(fā)生的影響，使土木工程遭到破壞或失效，受到災(zāi)害發(fā)生的影響，使土木工程遭到破壞或失效，給人類生存和社會發(fā)展造成的損失。給人類生存和社會發(fā)展造

2、成的損失。8.1.2土木工程工程災(zāi)害的類型土木工程工程災(zāi)害的類型 1、自然災(zāi)害、自然災(zāi)害 工工程程災(zāi)災(zāi)害害的的類類型型2.人為災(zāi)害人為災(zāi)害 地震地震風(fēng)災(zāi)風(fēng)災(zāi)海嘯海嘯地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害火災(zāi)火災(zāi)工 程 質(zhì) 量工 程 質(zhì) 量事 故 與 災(zāi)事 故 與 災(zāi)難難臺風(fēng)災(zāi)害臺風(fēng)災(zāi)害颶風(fēng)災(zāi)害颶風(fēng)災(zāi)害龍卷風(fēng)災(zāi)害龍卷風(fēng)災(zāi)害、火山噴發(fā)、火山噴發(fā)、滑坡、滑坡、泥石流、泥石流、砂土液化、砂土液化、地質(zhì)災(zāi)害的防治、地質(zhì)災(zāi)害的防治、工程事故、工程事故、工程事故災(zāi)難、工程事故災(zāi)難、工程爆破災(zāi)難、工程爆破災(zāi)難、地面塌陷、地面塌陷（1）地震）地震 地震是由于地球不斷運(yùn)動和變化，地殼的不同部位受到擠壓、拉地震是由于地球不斷運(yùn)動和變化，

3、地殼的不同部位受到擠壓、拉伸、旋扭等力的作用，在地球表面某些脆弱部位，造成巖層突然破損，伸、旋扭等力的作用，在地球表面某些脆弱部位，造成巖層突然破損，引起斷裂、錯(cuò)動。引起斷裂、錯(cuò)動。 地震烈度現(xiàn)象12度人們一般感覺不到，通過儀器能記錄到3度室內(nèi)靜止?fàn)顟B(tài)下，少數(shù)人能感到輕微的振動45度室內(nèi)書架等物件有些擺動和有塵埃掉落6度較老的建筑物多數(shù)被破壞，個(gè)別有倒塌的可能，有時(shí)在潮濕松散的地面上，有微小裂縫，少數(shù)山區(qū)發(fā)生土石散落7度家具傾覆破壞，水池中有波浪，堅(jiān)固的住宅有輕微損壞，如墻面有輕微的裂縫，抹灰層大片脫落，屋頂瓦掉落；陳舊和簡易的建筑物破壞嚴(yán)重8度大部分建筑物遭到破壞，堅(jiān)固的建筑物墻上有很大裂縫

4、而遭到嚴(yán)重破壞，工廠的煙囪和水塔倒塌9度建筑物倒塌或部分倒塌，堅(jiān)固建筑物嚴(yán)重破壞，大多數(shù)不能用，地面出現(xiàn)裂縫，山區(qū)有滑坡現(xiàn)象10度建筑物遭到嚴(yán)重破壞，地面裂縫很多，水面有浪，鋼軌有彎曲變形現(xiàn)象1112度建筑物普遍倒塌，地面變形嚴(yán)重，造成巨大的自然災(zāi)害（1）地震）地震1920年寧夏海原年寧夏海原8.5級大地震級大地震汶川地震后都江堰某房屋受損情況汶川地震后都江堰某房屋受損情況 玉樹地震后某房屋受災(zāi)情況玉樹地震后某房屋受災(zāi)情況 1976年河北唐山年河北唐山7.8級地震級地震 2008年年5月月12日汶川日汶川8.0級地震級地震2010年年4月月14日，玉樹日，玉樹7.1級地震級地震（2）海嘯）海嘯

5、根據(jù)海嘯形成的根據(jù)海嘯形成的不同原因，海嘯不同原因，海嘯分為四種類型分為四種類型海底地震引發(fā)的地震海嘯海底地震引發(fā)的地震海嘯氣象變化引起的氣象海嘯氣象變化引起的氣象海嘯火山爆發(fā)誘發(fā)的火山海嘯火山爆發(fā)誘發(fā)的火山海嘯海底滑坡帶來的滑坡海嘯海底滑坡帶來的滑坡海嘯2004年12月26日印度洋海嘯2010年2月27日，南美洲智利8.8級地震引發(fā)海嘯2011年3月11日，日本90級地震引發(fā)海嘯（3）風(fēng)災(zāi)）風(fēng)災(zāi)n臺風(fēng)災(zāi)害臺風(fēng)災(zāi)害 臺風(fēng)帶來的災(zāi)害有三種： 狂風(fēng)引起的摧毀力狂風(fēng)引起的摧毀力 強(qiáng)暴雨引起的水災(zāi)強(qiáng)暴雨引起的水災(zāi) 巨浪暴潮的沖擊力巨浪暴潮的沖擊力颶風(fēng)災(zāi)害颶風(fēng)災(zāi)害 20042004年年9 9月登陸美洲的

6、颶風(fēng)月登陸美洲的颶風(fēng)“伊萬伊萬”，為，為5 5級颶風(fēng)，級颶風(fēng)，造成所經(jīng)過的牙買加、美國等國家造成巨大的損失。造成所經(jīng)過的牙買加、美國等國家造成巨大的損失。 颶風(fēng)等級時(shí)速1級颶風(fēng)時(shí)速為118152km2級颶風(fēng)時(shí)速為153176km3級颶風(fēng)時(shí)速為177207km4級颶風(fēng)時(shí)速為208248km5級颶風(fēng)時(shí)速為249km以上龍卷風(fēng)龍卷風(fēng) 龍卷風(fēng)是大氣中最強(qiáng)烈的渦旋現(xiàn)象，影響范龍卷風(fēng)是大氣中最強(qiáng)烈的渦旋現(xiàn)象，影響范圍雖小，但破壞力極大圍雖小，但破壞力極大。 最典型的風(fēng)災(zāi)破壞應(yīng)屬美國的最典型的風(fēng)災(zāi)破壞應(yīng)屬美國的Tacoma懸索橋的風(fēng)毀事件懸索橋的風(fēng)毀事件 （4）地質(zhì)災(zāi)害）地質(zhì)災(zāi)害 如地震、火山、滑坡、泥石流

7、、砂土液化等都屬于如地震、火山、滑坡、泥石流、砂土液化等都屬于地質(zhì)災(zāi)害。其他如崩塌，地裂縫，地面沉降，地面塌陷，地質(zhì)災(zāi)害。其他如崩塌，地裂縫，地面沉降，地面塌陷，巖爆，坑道突水，突泥，突瓦斯，煤層自燃，黃土濕陷，巖爆，坑道突水，突泥，突瓦斯，煤層自燃，黃土濕陷，巖土膨脹，土地凍融，水土流失，土地沙漠化及沼澤化，巖土膨脹，土地凍融，水土流失，土地沙漠化及沼澤化，土壤鹽堿化，地?zé)岷σ矊儆诘刭|(zhì)災(zāi)害。土壤鹽堿化，地?zé)岷σ矊儆诘刭|(zhì)災(zāi)害。 、火山噴發(fā)、火山噴發(fā) 火山噴發(fā)是地下深處的高溫巖漿及氣體、碎屑從火山噴發(fā)是地下深處的高溫巖漿及氣體、碎屑從地殼中噴出的現(xiàn)象。地殼中噴出的現(xiàn)象。 、滑坡、滑坡 滑坡是指斜

8、坡上的巖體或土體，受自然（地下水活滑坡是指斜坡上的巖體或土體，受自然（地下水活動、降雨、地震等）因素或人為因素的影響，在重力的作動、降雨、地震等）因素或人為因素的影響，在重力的作用下，失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿一定的滑動面整體下滑的用下，失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿一定的滑動面整體下滑的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 重慶市武隆縣鐵礦鄉(xiāng)雞尾山山體發(fā)生大面積垮塌 、泥石流、泥石流泥石流是指在山區(qū)或溝谷，地形險(xiǎn)峻的地區(qū)，因?yàn)槟嗍魇侵冈谏絽^(qū)或溝谷，地形險(xiǎn)峻的地區(qū)，因?yàn)楸┯瓯┯瓯┍┭┗蚱渌┗蚱渌匀粸?zāi)害自然災(zāi)害引發(fā)的攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊引發(fā)的攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流洪流 舟曲泥石流對某房屋造成的破壞舟曲泥石流

9、對某房屋造成的破壞四川大渡河南岸利子依達(dá)溝突發(fā)特大泥石流四川大渡河南岸利子依達(dá)溝突發(fā)特大泥石流 、砂土液化、砂土液化 砂土液化是指飽水的粉細(xì)砂或輕亞黏土在地震力的砂土液化是指飽水的粉細(xì)砂或輕亞黏土在地震力的作用下瞬時(shí)失掉強(qiáng)度，由固體狀態(tài)變成液體狀態(tài)的力學(xué)作用下瞬時(shí)失掉強(qiáng)度，由固體狀態(tài)變成液體狀態(tài)的力學(xué)過程。過程。 、地質(zhì)災(zāi)害的防治、地質(zhì)災(zāi)害的防治工程上對滑坡的防治主要采用以下幾種方法：工程上對滑坡的防治主要采用以下幾種方法：第一、砍頭壓腳或削方減載，即消減推動滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì)和增加阻止滑坡產(chǎn)第一、砍頭壓腳或削方減載，即消減推動滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì)和增加阻止滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì)或減緩邊坡的總坡度。生區(qū)的

10、物質(zhì)或減緩邊坡的總坡度。第二、地表排水和地下排水即將地表水引出滑動區(qū)外或降低地下水位。第二、地表排水和地下排水即將地表水引出滑動區(qū)外或降低地下水位。第三、支檔結(jié)構(gòu)物在前述兩種方法均不能保證斜坡穩(wěn)定的時(shí)候，可采用支檔結(jié)第三、支檔結(jié)構(gòu)物在前述兩種方法均不能保證斜坡穩(wěn)定的時(shí)候，可采用支檔結(jié)構(gòu)物，如擋墻、被動樁、沉井、攔石棚，或在斜坡內(nèi)部施加加強(qiáng)措施，如錨固、構(gòu)物，如擋墻、被動樁、沉井、攔石棚，或在斜坡內(nèi)部施加加強(qiáng)措施，如錨固、土錨釘、加筋土等，來防止或控制斜坡巖土體的運(yùn)動。土錨釘、加筋土等，來防止或控制斜坡巖土體的運(yùn)動。第四、斜坡內(nèi)部加固，即在巖體中進(jìn)行斜坡內(nèi)部加固，多采用巖石錨固的方法，第四、斜坡

11、內(nèi)部加固，即在巖體中進(jìn)行斜坡內(nèi)部加固，多采用巖石錨固的方法，將張拉的巖石錨桿或錨索的內(nèi)錨固定于潛在滑動面以下的穩(wěn)定巖石之中。將張拉的巖石錨桿或錨索的內(nèi)錨固定于潛在滑動面以下的穩(wěn)定巖石之中。“以防為主、防治結(jié)合、綜合治理以防為主、防治結(jié)合、綜合治理”2、人為災(zāi)害、人為災(zāi)害（1）火災(zāi)）火災(zāi)2003年年11月月3日湖南衡陽市衡州大廈發(fā)生特大火災(zāi)日湖南衡陽市衡州大廈發(fā)生特大火災(zāi)2010年年11月月15日下午，上海一大樓發(fā)生大火日下午，上海一大樓發(fā)生大火 上海一大樓發(fā)生大火上海一大樓發(fā)生大火 （2）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難n、工程事故、工程事故n工程事故是指由于勘察、設(shè)計(jì)、施工和使用過程中

12、存工程事故是指由于勘察、設(shè)計(jì)、施工和使用過程中存在重大失誤造成工程倒塌（或失效）引起的人為災(zāi)害。在重大失誤造成工程倒塌（或失效）引起的人為災(zāi)害。圖圖8-6上海市上海市“蓮花河畔景苑蓮花河畔景苑”樓盤的樓盤的7號樓發(fā)生倒塌號樓發(fā)生倒塌（2）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難n、工程事故災(zāi)難、工程事故災(zāi)難 n工程事故災(zāi)難是由于勘察、設(shè)計(jì)、施工和使用過程中工程事故災(zāi)難是由于勘察、設(shè)計(jì)、施工和使用過程中存在重大的失誤造成工程倒塌引起的人為災(zāi)難。存在重大的失誤造成工程倒塌引起的人為災(zāi)難。 圖圖8-6上海市上海市“蓮花河畔景苑蓮花河畔景苑”樓盤的樓盤的7號樓發(fā)生倒塌號樓發(fā)生倒塌（2）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難

13、）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難n、工程爆破災(zāi)難、工程爆破災(zāi)難 n爆破會對環(huán)境產(chǎn)生劇烈的沖擊效應(yīng)，爆破會對環(huán)境產(chǎn)生劇烈的沖擊效應(yīng)，傳統(tǒng)狹隘意義上的爆破災(zāi)難包括飛傳統(tǒng)狹隘意義上的爆破災(zāi)難包括飛石、地面振動、沖擊波、噪聲、炮石、地面振動、沖擊波、噪聲、炮煙、塵埃等對環(huán)境的危害。煙、塵埃等對環(huán)境的危害。 （2）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難）工程質(zhì)量事故與災(zāi)難n、地面塌陷、地面塌陷 n地面塌陷主要是由于對地下礦藏的過度開采造成的，地面塌陷主要是由于對地下礦藏的過度開采造成的，隨著時(shí)間的推移，有的采空區(qū)構(gòu)造發(fā)展，巖體破碎，隨著時(shí)間的推移，有的采空區(qū)構(gòu)造發(fā)展，巖體破碎，巖體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較小，礦區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，在開采巖體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

14、相對較小，礦區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，在開采強(qiáng)度大的礦區(qū)，采區(qū)上部巖土層在自重作用下產(chǎn)生塌強(qiáng)度大的礦區(qū)，采區(qū)上部巖土層在自重作用下產(chǎn)生塌陷，嚴(yán)重危害了礦山的正常安全生產(chǎn)及周圍居民的生陷，嚴(yán)重危害了礦山的正常安全生產(chǎn)及周圍居民的生命、財(cái)產(chǎn)安全，直接破壞了國土地貌，危害了農(nóng)業(yè)正命、財(cái)產(chǎn)安全，直接破壞了國土地貌，危害了農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)，對上部的建筑物造成嚴(yán)重的破壞。常生產(chǎn)，對上部的建筑物造成嚴(yán)重的破壞。 8.2工程結(jié)構(gòu)災(zāi)害檢測工程結(jié)構(gòu)災(zāi)害檢測接受檢測任務(wù)接受檢測任務(wù) 收集原始資料、圖紙收集原始資料、圖紙 結(jié)構(gòu)外觀檢測結(jié)構(gòu)外觀檢測 材料性能檢測材料性能檢測 測量構(gòu)件變形，評估測量構(gòu)件變形，評估構(gòu)件現(xiàn)有強(qiáng)度構(gòu)件現(xiàn)有強(qiáng)

15、度 對受損情況作出判斷對受損情況作出判斷則進(jìn)行內(nèi)力分析和截則進(jìn)行內(nèi)力分析和截面驗(yàn)算，審查其是否面驗(yàn)算，審查其是否滿足規(guī)范要求，如滿滿足規(guī)范要求，如滿足則進(jìn)行壽命評估，足則進(jìn)行壽命評估，若不滿足則提出加固若不滿足則提出加固意見，然后做出書面意見，然后做出書面檢測報(bào)告檢測報(bào)告則該結(jié)構(gòu)降級處理或則該結(jié)構(gòu)降級處理或拆除。拆除。 可修可修不可修不可修8.2.1 工程結(jié)構(gòu)災(zāi)害檢測工程結(jié)構(gòu)災(zāi)害檢測n（1 1）、）、 裂縫裂縫 汶川地震后某建筑受到剪力破壞 5.12地震后成都高新西區(qū)一學(xué)地震后成都高新西區(qū)一學(xué)校教學(xué)樓樓墻面產(chǎn)生校教學(xué)樓樓墻面產(chǎn)生X形裂縫形裂縫5.12地震后都江堰中學(xué)墻體受損地震后都江堰中學(xué)墻體

16、受損（2）變形）變形圖8-9 邊柱基礎(chǔ)沉降引起墻體中柱壓力變大（3）構(gòu)件局部破損）構(gòu)件局部破損 構(gòu)件局部破損在地震中經(jīng)常出現(xiàn)。在地震作用下，構(gòu)件局部破損在地震中經(jīng)常出現(xiàn)。在地震作用下，屋面上的突出砌體很容易倒塌，如女兒墻或屋面山墻山屋面上的突出砌體很容易倒塌，如女兒墻或屋面山墻山尖倒塌。尖倒塌。 8.2.2 結(jié)構(gòu)材料的檢測結(jié)構(gòu)材料的檢測 結(jié)構(gòu)受災(zāi)后，其材料強(qiáng)度往往有所削弱，達(dá)不到原結(jié)構(gòu)受災(zāi)后，其材料強(qiáng)度往往有所削弱，達(dá)不到原設(shè)計(jì)值，應(yīng)該通過檢測加以確定，以確定結(jié)構(gòu)是否可以設(shè)計(jì)值，應(yīng)該通過檢測加以確定，以確定結(jié)構(gòu)是否可以繼續(xù)使用或是否需要加固處理。繼續(xù)使用或是否需要加固處理。 1 混凝土檢測技術(shù)

17、混凝土檢測技術(shù) 回回彈彈法法混凝土檢測技術(shù)混凝土檢測技術(shù) 超超聲聲法法 鉆鉆芯芯法法 拔拔出出法法 綜綜合合法法現(xiàn)場強(qiáng)度檢測混凝土取芯混凝土裂縫檢測火災(zāi)后結(jié)構(gòu)損傷評估2 砌體結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)砌體結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)砌體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測方法，按檢測內(nèi)容可分為下列幾類：砌體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測方法，按檢測內(nèi)容可分為下列幾類： 檢測砌體抗壓強(qiáng)度：原位軸壓法、扁頂法；檢測砌體抗壓強(qiáng)度：原位軸壓法、扁頂法； 檢測砌體工作應(yīng)力、彈性模量：扁頂法；檢測砌體工作應(yīng)力、彈性模量：扁頂法； 檢測砌體抗剪強(qiáng)度：原位單剪法、原位單磚雙剪法；檢測砌體抗剪強(qiáng)度：原位單剪法、原位單磚雙剪法； 檢測砌筑砂漿強(qiáng)度：推出法、筒壓法、砂漿片單剪法、檢

18、測砌筑砂漿強(qiáng)度：推出法、筒壓法、砂漿片單剪法、回彈法、電荷法、射釘法。回彈法、電荷法、射釘法。3 鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)n鋼結(jié)構(gòu)工程中的主要檢測內(nèi)容有：鋼結(jié)構(gòu)工程中的主要檢測內(nèi)容有： 構(gòu)件尺寸及平整度的檢測；構(gòu)件尺寸及平整度的檢測； 構(gòu)件表面缺陷的檢測；構(gòu)件表面缺陷的檢測； 連接（焊接、螺栓連接）的檢測；連接（焊接、螺栓連接）的檢測； 鋼材的銹蝕檢測；鋼材的銹蝕檢測； 防火涂層厚度檢測。防火涂層厚度檢測。鋼結(jié)構(gòu)檢測方法鋼結(jié)構(gòu)檢測方法n方法一：方法一：磁粉探傷磁粉探傷n方法二：方法二：超聲波探傷超聲波探傷n方法三：方法三：防火涂層的厚度檢測防火涂層的厚度檢測8.3工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)與加固工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)與加固n8.3.1 結(jié)構(gòu)加固的原因結(jié)構(gòu)加固的原因n 結(jié)構(gòu)使用要求改變結(jié)構(gòu)使用要求改變n 設(shè)計(jì)、施工或使用不當(dāng)設(shè)計(jì)、施工或使用不當(dāng)n 腐蝕作用使結(jié)構(gòu)