工程地质地面沉降PPT讲解.ppt

由于透水性能的显著差异，上述孔隙水压力减小，有效应力相应增大的过程，在砂层和粘土层中的表现是截然不同的。在砂层中这一过程基本上标志着固结进展程度的应力转换线逐渐地向最终边界线推进(图1)，而达到AB线(与降低后的承压水位相平衡的孔隙水压力线)所需的时间，正如模型试验(图2)所表明的，往往需要几个月、几年甚至几十年(取决于土层厚度和透水性)。这样，在承压水位降低后，直到应力转变过程(也就是固结过程)最终完成之前的相当长的一段时间里，粘土层中始终不同程度地存在有高于和新的承压水位相平衡的孔隙水压力，这部分孔隙水压力通常被称为剩余孔隙水压力或超孔隙水压力。 图1 图2 由承压水头降低引起的土层固结的模拟试验结果 土层内现有的剩余孔隙水压力的大小，是衡量该土层在现存的应力条件下可能最终产生的固结、压密的强烈程度的重要标志，通常可以通过实测加以查明。 以上通过一种较简单的三层结构、单层抽水模式的机制。其它多层结构(甚至多层抽水)类型的沉降机制仍然是相同的，所以就不再一一地进行讨论了。 工程地质学基础 主讲：李效萌 东华理工大学 水资源与环境工程学院 第十三章 地面沉降问题的工程地质分析 提 要 基本概念及研究意义 地面沉降的形成机制 地面沉降的产生条件 地面沉降的研究、预测及防治 天津市地面沉降 一. 基本概念及研究意义 地面沉降 　　地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。地面沉降现象很早就为史书所记载。作为自然灾害，地面沉降的发生有着一定的地质原因。但是，随着人类社会经济的发展、人口的膨胀，地面沉降现象越来越频繁，沉降面积也越来越大。在人口密集的城市，地面沉降现象尤为严重。现在我们研究地面沉降的原因时，不难发现，人为因素已大大超过了自然因素。现在的地面沉降现象与其说是自然灾害，倒不如称之为人为祸患。 地面沉降的地质原因 　　从地质因素看，自然界发生的地面沉降大致有下列3种原因。 　　1.?地表松散地层或半松散地层等在重力作用下，在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时，地面会因地层厚度的变小而发生沉降。 　　2.?因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降。 　　3.?地震导致地面沉降。 地面沉降的人为原因 　　地面沉降现象与人类活动密切相关。尤其是近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。在我国，由于各大中城市都处于巨大的人口压力之下，地下水的过度抽采更为严重，导致大部分城市出现地面沉降，在沿海地区还造成了海水入侵。  地面沉降导致了地表建筑和地下设施的破坏。据统计，我国每年因地面沉降导致的经济损失达1亿元人民币以上。值得庆幸的是，我国已开始重视这个问题，控制人口增长、合理开采地下水等一系列政策的出台使我国很多地区的地面沉降现象已经或将得到控制。 国 名 地 点 沉降面积 （km2） 最大沉降速率 （cm/a） 最大沉降量 （m） 发生沉降的 主要时间 备 注 州或省市 具体地点 日 本 东京 江东及城北工业区 290 19.5 4.23 1892－1968 开 发 地 下 水 大阪 16.3 2.8 1925－1968 九州 佐 贺 县 白石平原 88 20 1954－1965 尼崎 3.1 美 国 加州 圣克拉拉流域 600 21 3.90 1915－1967 圣华金流域 9000 46.0 8.55 1935－1968 洛斯贝诺斯 －开脱尔曼市 2330 40 4.88 －1955 邱拉里华兹科 ＞30 3.96 1926－1954 长滩市威明顿油田 32 71 9 1926－1968 开采石油 内华达州 拉斯维加斯 500 1 1935－1963 抽 取 地 下 水 亚利桑那州 凤凰城 310 3 1952－1970 得克萨斯州 休斯顿－ 加尔维斯顿 10000 1－2 1943－1969 路易斯安那州 巴吞鲁日 500 0.3 1934－1965 墨西哥 墨西哥城 7560 42 7.5 1890－1957 意大利 波河三角洲 800 30 ＞0.25 1953－1960 开采石油 中 国 上海 天津 台湾 市区及郊区 台北盆地 7300 10.1 21.6 2 2.667 1.76 1.70 1921－1987 1959－1983 1963－ 抽 取 地 下 水 主要危害 (