第9章地面沉降的工程地质研究.ppt

地面沉降地面沉降地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地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。面水平面降低的现象。地面沉降现象很早就为史书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，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。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从地质因素看，自然界发生的地面沉降大致有下列下列3种原因。种原因。1.地表松散地层或半松散地层等在重力作用下，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。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。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。地震导致地面沉降。地面沉降的人为原因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。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统计，我国每年因地面沉降导致的经济损失达1亿元亿元人民币以上。值得庆幸的是，我国已开始重视这个问人民币以上。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出台使我国很多地区的地面沉降现象已经或将得到控制。制。天天津津市市地地面面沉沉降降西西安安市市地地面面沉沉降降上个世纪上个世纪9090年代以来，由于采取限采、禁采地下年代以来，由于采取限采、禁采地下水和回灌地下水等措施，上海、嘉兴、宁波等地水和回灌地下水等措施，上海、嘉兴、宁波等地沉降速度趋缓，但总体沉降范围却在迅速扩展。沉降速度趋缓，但总体沉降范围却在迅速扩展。如杭、嘉、湖的沉降正向整个平原蔓延，长江三如杭、嘉、湖的沉降正向整个平原蔓延，长江三角洲地区的地面沉降在区域上有连成一片的趋势。角洲地区的地面沉降在区域上有连成一片的趋势。苏锡常地区的沉降速度也在加大，苏州市自苏锡常地区的沉降速度也在加大，苏州市自19491949年以来累计地面沉降年以来累计地面沉降600600毫米的面积已达毫米的面积已达180180平方平方公里，常州公里，常州4343平方公里，无锡平方公里，无锡59.559.5平方公里。地平方公里。地面沉降最严重的是上海，其次是苏锡常，再次是面沉降最严重的是上海，其次是苏锡常，再次是杭嘉湖。杭嘉湖。4040年来，上海市因地面沉降的直接经济年来，上海市因地面沉降的直接经济损失达损失达29002900亿元，其中潮损亿元，其中潮损17551755亿元，涝损亿元，涝损848848亿亿元，安全高程损失元，安全高程损失189189亿元。亿元。北京供水三分之二来自地下水。近年来，由于地北京供水三分之二来自地下水。近年来，由于地下水的超量开采，北京平原地面沉降呈快速增加下水的超量开采，北京平原地面沉降呈快速增加趋势。到目前为止，在东郊八里庄趋势。到目前为止，在东郊八里庄大郊亭、东大郊亭、东北郊来广营、昌平沙河北郊来广营、昌平沙河八仙庄、大兴榆垡八仙庄、大兴榆垡礼礼贤、顺义平各庄等地已经形成了五个较大的沉降贤、顺义平各庄等地已经形成了五个较大的沉降区，沉降中心累计沉降量分别达到区，沉降中心累计沉降量分别达到722722毫米、毫米、565565毫米、毫米、688688毫米、毫米、661661毫米、毫米、250250毫米。最严重的毫米。最严重的地方，地表还在以每年地方，地表还在以每年2020至至3030毫米的速度下沉。毫米的速度下沉。由于地面沉降，北京城市基础设施受到一定程度由于地面沉降，北京城市基础设施受到一定程度的损害。在部分沉降区发现工厂、居民区楼房墙的损害。在部分沉降区发现工厂、居民区楼房墙壁开裂、地基下沉、地下管道工程损坏等壁开裂、地基下沉、地下管道工程损坏等5050余处余处险情，一些建筑物的抗震能力和使用寿命也受到险情，一些建筑物的抗震能力和使用寿命也受到影响。影响。北京每年平均超采地下水约北京每年平均超采地下水约1 1亿立方米，亿立方米，这是造成地面沉降的主要原因。这是造成地面沉降的主要原因。近年来，北京市每年开采地下水量达近年来，北京市每年开采地下水量达2626亿至亿至2727亿立方米亿立方米平均每年超采平均每年超采1 1亿立方米。在亿立方米。在20032003年，北京平原形成的年，北京平原形成的5 5个沉降区中，形成了近个沉降区中，形成了近11001100平方公里的降平方公里的降落漏斗，导致大面积地面沉降，根据落漏斗，导致大面积地面沉降，根据19991999年的统计数据，累计地面沉降量大于年的统计数据，累计地面沉降量大于5050毫毫米的地区达到米的地区达到28152815平方公里。平方公里。图图1 1图图2 2 由承压水头降低引起的土层固结的模拟试验结果由承压水头降低引起的土层固结的模拟试验结果