地质灾害地面塌陷、地面沉降、地裂缝.ppt

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1、地质灾害概述（二）地面塌陷、地面沉降、地裂缝主讲人：赵其华成都理工大学环境与土木工程学院地面塌陷指在人为和自然地质因素作用下，地表岩、土体中洞穴顶部向下断错坍塌，形成塌陷坑、塌陷洞、塌陷槽的一种地质现象。4.1地面塌陷成因地面塌陷，实质上是岩、土体内洞穴的抗塌力(洞穴顶部支撑力)小于致塌力的结果。地面塌陷形成的原因复杂而种类繁多。归纳主要有①人为因素：抽取地下水、坑道排水、突水、地表水和大气降水渗入、荷载及振动等；②自然因素：河流水位升降与地震等。现将地面塌陷成因类型分述如下：四.地面塌陷1.抽取地下水致地面塌陷洞穴的岩、土体位于地下水位中，产生对洞穴顶板的

2、静水浮托力，当抽取地下水使之水位下降时，支撑洞顶岩、土体的浮托力随之降低。此外，洞穴空腔与松散介质接触上下侧水、气流体，因地下暗管道内的水流发生变化而产生的温差效应，为此，出现了与抽取地下水同步发展的塌陷现象。江西省景德镇硬石岭火车站附近，1984年前居民饮用水均抽取土层的潜水，未见地面塌陷。之后，距铁路50～500米附近的工厂掘成深达120米的机井8口，抽水量达4820吨/天，水位下降至基底岩层面以下17～18米，最大30米，于是在长3.72公里、宽0.5公用的范围内出现地面塌陷100多个。塌陷使铁路行车中断、房屋变形、道路裂缝、农田和果园遭到破坏，间接经济损

3、失达1000万元。昆明新机场岩溶强发育带中所见现象在预报位置kh411：一场降雪后发生了长６米、宽２米、深30公分的长椭园形塌陷。2．地表水、大气降水渗入致地面塌陷当地表水、大气降水渗入地下时，水在岩、土体内的孔隙中运动，产生了一种垂向渗透力，改变了岩、土体的力学性质。当渗透压力值达到一定强度时，岩、土体结构遭到破坏，随着水流产生流土或管涌运移，进而形成土洞，最后导致地面变形、塌陷。地表渗水包括：河湖地表水、输水管渗漏或场地排水不畅引起地表水、工厂排污的化学污水和雨水等下渗。其中以雨水渗入致塌最为常见，尤其是碳酸盐岩分布的岩溶地区，人为挖掘的场地、机场、道路等降

4、雨掺入后产生塌陷较为突出。1986年．广西忻城大塘乡遭遇春旱，地下水位下降产生了40多个塌陷，4月底一场大雨后，塌陷增至140多个，使两幢房屋倾倒，地面多处裂缝。村舍变电所场地开挖后，雨水蓄积渗入，也导致地面塌陷。3．河水涨落致地面塌陷岩溶裂隙、洞穴管道中的地下水与附近河水相通时，随着河水位的升降，横向发育的岩溶裂隙、管道中的地下水位也随之升降，这种作用也可导致地面的塌陷。广西都安县位于红水河岸的一段公路，由于受河水涨落影响，公路路面上发生了塌陷。4．振动致地面塌陷振动可引起砂质土的液化和粘质土由凝结状态发生液化而成为溶胶或悬液(即触变现象)与失去液化能力(即失

5、去原有触变性的陈化现象)，土体强度降低、抗塌力减弱，在振动产生的波动、冲击波的破坏作用下，可导致潜伏洞穴的塌陷。5．荷载导致地面塌陷在有隐伏洞穴部位上人为增载(建筑物荷载、人为堆积荷载等)，当这些外部荷载超过洞穴拱顶的承受能力时，将引起洞穴直接受压破坏，从而致使地面塌陷。6．矿山采空致地面塌陷地下采掘活动形成的采空区，其上方岩、土体失去支撑，导致地面塌陷。这种由于矿山采动引起地面塌陷的主要原因是人为活动。此类地面塌陷在许多矿区都有发生，并造成相当程度的危害，即损坏交通设施、水利设施、建筑物、道路、农田等，甚至引起山体滑坡和崩塌。4.2地面塌陷分类根据地面塌陷成

6、因的主要原因可分为：①自然地面塌陷；②人为地面塌陷；③复合型（自然——人为）塌陷。根据塌陷区是否在喀斯特地区的岩溶发育地段分为：①岩溶地面塌陷；②非岩溶地面塌陷。按塌陷坑数量分为：塌陷坑大于100个者为巨型塌陷、50～100个者为大型塌陷、10～50个者为中型塌陷、小于10个者为小型塌陷。在各类地面塌陷中，我国以岩溶地区塌陷分布最广，已有22个省(区)发生此类地面塌陷，危害最重。矿山采空区地面塌陷的分布和危害仅次于岩溶地面塌陷。我国岩溶塌陷分布区域贵州构件厂抽水塌陷（1993.5.2(据岩溶所））云南乌东德岩溶洼地广州地下通道施工造成路面塌陷广西合山电厂灰场塌陷

7、1999年5月6日广西玉林莲塘塌陷桂林体育场塌陷1996年岩溶塌陷形成演化过程示意图4.3岩溶地基处理方法1．岩溶地基处理的一般原则(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区；(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响；(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主，并可根据其形态、大小及埋深，采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理；(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则；(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理，同时采用梁板跨

8、越。对重要建筑物应采用桩