第九讲 地面沉降.ppt

The end A B A B O O 垂直位移量 三、地面沉降的形成机理及规律 图4 上海闵行区华漕地面沉降与地下水位变化发展趋势 垂直位移量随着地下水位的降低而逐渐增大 三、地面沉降的形成机理及规律 图5 苏锡常地区地面沉降面积不断扩大 1985年 1991年 2000年 三、地面沉降的形成机理及规律 水平位移的变化 图6 在亚利桑那州皮卡乔附近，因抽地下水的沉降引发地裂缝。 图7 河北沧州因开采地下水而产生的地裂缝 三、地面沉降的形成机理及规律 图8 水平位移量的空间变化 规律性：最大位移在沉降中心的两侧，沉降中心及最外围较小 三、地面沉降的形成机理及规律 图9 地面破坏的表现形式 三、地面沉降的形成机理及规律 地层对地面沉降的影响 （1）地层岩性的影响 图13 不同的地层岩性对地面沉降的影响 规律性：砂砾层的压缩量小于等有效应力作用下粘性土的压缩量。 三、地面沉降的形成机理及规律 由于透水性能的显著差异，孔隙水压力减小和有效应力增大的过程在砂层和黏土层中的表现是截然不同的。 在砂层中，这一过程基本上可以认为是“瞬时”完成的，所以砂层的压密也是“瞬时”的；然而在黏性土层中，这一过程却进行得十分缓慢，往往需要几个月、几年甚至几十年。 地层对地面沉降的影响 （2）地层厚度的影响 图14 不同的地层岩性对地面沉降的影响 规律性：粘性土的累积厚度越大，压缩总量越大 三、地面沉降的形成机理及规律 地层对地面沉降的影响 （3）地层组合的影响 图15 不同的地层组合对地面沉降的影响 规律性：在同等开采条件下，粘性土层数越多，沉降速率越大。 三、地面沉降的形成机理及规律 四、地面沉降的主要特点 区域易发性 时间累进性 过程渐变性 成因复杂性 难以逆转性 区域易发性 国内：17个省（区市）95个城市 多 见 面 广 国外：200多个城市或地区 三角洲平原：上海、苏锡常、南通、嘉兴、桐乡、海宁、广州、珠海、中山、台山、东莞等城市。 冲积－海积平原：唐山、沧州、衡水、任丘、河间、南宫、保定等12个沉降中心；天津、盐城、大丰、宁波、温州、台州、海口、北海等城市。 冲积－洪积平原：北京、许昌、濮阳、开封、商丘、洛阳、安阳；济宁、阜阳等城市。 河谷平原和山间盆地：西安、太原、大同、榆次、临汾、昆明福州等城市 。 世界上最早发现地面沉降：1898年在日本新泻； 有50多个地区的地面沉降量达到了10m（墨西哥、日本、美国等） 中国最早发现地面沉降：1921年上海； 总沉降面积达5万多km2； 最大沉降量3.14m（天津塘沽区） 时间累进性 长江三角洲典型城市地面沉降发展历时曲线 过程渐变性 锡西地区石塘湾镇历年地面沉降图 成因复杂性 影响因素多 构造沉降：新构造沉降、断裂活动 软土层次固结变形沉降 排水固结变形沉降 工程加荷引起承载土体固结变形沉降 复合性强 二种、三种或四种因素叠加，综合作用 后果不可逆性 粘性土释水压密时，结构发生不可逆转的变化，即使孔隙水压力恢复，粘性土仍保持压密状态，发生塑性变形。 当地下水水位持续下降，含水层附加应力增加至其前期固结压力时，含水层通过颗粒间的明显滑动与滚动来调整含水层颗粒骨架而逐渐形成新的应力平衡。当含水层附加应力超过其的前期固结压力时，也将呈现塑性变形特征。 地面沉降造成的社会经济损失是不可挽回的。 五、地面沉降的调查与评价 地质环境条件； 人类工程经济活动的方式、强度； 地面沉降现状与发生发展历史； 分析预测沉降发展趋势及可能的成灾范围； 了解地面沉降勘查、监测和防治现状（人工回灌、控制地下水开采量等措施）及效果，提出预防与控制地面沉降的建议。 五、地面沉降的调查与评价 平原区地质环境条件 地质构造：新构造沉降、活动断裂； 地形地貌：滨海平原、三角洲平原、冲积－海积平原、冲积－湖积平原、冲积－洪积平原前缘、山间盆地的地表形态及高程变化、水系分布及流向、湖沼水域面积及其变化； 松散沉积层厚度、岩性、垂向组合； 各土体（重点是软弱压缩层）的分布及其工程地质特征； 含水层的分布、厚度、补给条件。 人类工程经济活动的方式、强度 地下水、油气资源的开采利用现状； 地下水水位降低及影响范围； 城市建设（路、桥、高层建筑、地下工程等）对地质环境的影响程度、施工中和竣工后出现的地质环境问题。 五、地面沉降的调查与评价 地面沉降现状与发生发展历史 地面沉降区沉降发生时间、分布范围、形状、面积及累计沉降量、历年变化与沉降速率的调查与分析； 地面沉降影响因素分析； 地面沉降造成的直接与间接经济损失评估。 五、地面沉降的调查与评价 实例介绍 长江三角洲（长江以南）地下水资源与地质灾害调查评价（1：25万） 南京地质矿产研究所 江苏省地质调查研究院 上海市地质调查研究院 浙江省地