地面沉降的机理PPT
地面沉降是指在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。地面沉降的机理1. 地下水的开...
地面沉降是指在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。地面沉降的机理1. 地下水的开采大量开采地下水使地下水位大幅度下降，在上覆土层自重应力作用下，土颗粒间的有效应力增加，颗粒重新排列，土体发生固结，体积压缩，形成固结的土体，使地面出现沉降。这种沉降在时间上是长期的、连续的，在空间上是大面积分布的。在超量开采地下水的地区，这种沉降尤为显著。如上海自20世纪20年代开采地下水以来，至90年代地面沉降量已超过2.17米，最大累计沉降量达2.63米。2. 工程建设工程建设包括工程建（构）筑物荷载引起的地面沉降和工程施工降水引起的地面沉降。工程建（构）筑物荷载包括厂房、仓库、桥梁、道路、水库等工程建筑物以及各类地面堆载在建造和使用过程中产生的地面沉降。这类沉降一般局限于工程建（构）筑物及堆载的直接影响范围内，空间分布范围较小。工程施工降水是指在地下工程施工过程中，通过人工抽水方式降低地下水位，以满足施工要求。由于工程施工降水改变了地下水原始状态，在降水漏斗影响范围内，必然引起地下水位大幅度下降，导致含水层系统压密，上覆土层自重应力增加，发生固结变形，地面随之发生沉降。这类沉降在空间和时间上都是局部的，但沉降量一般较大。3. 地质构造地质构造是引起区域性地面沉降的主要因素。由于地质构造不同，各地区的地面沉降情况也不同。如上海地区第四纪松散沉积层厚度达230~350米，且层次多，分布范围广，具多层结构，每层之间夹有薄层的粉质粘土或粘土，形成相对隔水层，在其上部又分布有厚薄不等的潜水含水层，这种地质结构有利于地面沉降的形成。4. 地震地震对地面沉降的影响表现在地震波对土层的压实作用上。地震时产生的地震波可以使土体发生变形，压实或液化，使地面发生沉降。这种沉降一般发生在地震后，分布范围与地震烈度分布范围一致。5. 地面荷载地面荷载包括建筑物荷载和道路堆载。建筑物荷载对地面沉降的影响比较直观，一般建筑物荷载越大，影响范围也越大，地面沉降量也越大。道路堆载对地面沉降的影响主要取决于堆载的大小、堆载时间和荷载分布范围。一般来说，堆载越大，地面沉降量也越大；堆载时间越长，地面沉降量也越大；荷载分布范围越广，地面沉降量的分布范围也越大。6. 软弱土层的分布和厚度软弱土层的存在是地面沉降发生的物质基础。软土具有大孔隙比、高压缩性、低抗剪强度、明显的触变性和流变性等特点。在地面沉降过程中，软弱土层起着决定性的作用。软土层的厚度越大，地面沉降量也越大；软土层的分布范围越广，地面沉降的分布范围也越大。7. 降雨和气温变化降雨渗入地下，补给地下水，使地下水位上升，对地面沉降产生抵抗作用。降雨越大，这种抵抗作用也越大。同时，降雨和气温变化还会影响地下水的开采量。一般来说，降雨和气温越高，地下水的开采量也越大，对地面沉降的促进作用也越明显。地面沉降的过程地面沉降的过程实际上是一个复杂的岩土工程问题，涉及到土力学、岩石力学、渗流力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学及有限元理论等多个学科。地面沉降的机理可概括为：在天然条件下，地下松散地层受重力作用处于固结压缩状态，随着人类工程经济活动的开展，大量抽取地下水使地下水位大幅度下降，有效应力增加，含水层系统被进一步压密，上覆土层自重应力增加，发生固结压缩，地面出现沉降；同时，由于工程建设等因素的作用，在地面形成局部应力集中区，使地面发生沉降变形。在地面沉降过程中，含水层系统的压缩和土层的固结是同时进行的，它们互相影响、互相制约，共同决定了地面沉降的发展过程。地面沉降的影响地面沉降的影响是多方面的，主要有以下几个方面：对环境的影响地面沉降会破坏植被和生态系统，导致地面水源减少，水质下降，环境恶化对建筑物的影响地面沉降会导致建筑物地基下沉，建筑物稳定性受到威胁，甚至可能出现裂缝、倾斜等问题对交通的影响地面沉降会破坏道路、桥梁等交通设施，影响交通正常运行，甚至可能导致交通中断对经济的影响：地面沉降会导致土地资源的浪费和破坏，使得城市规划和经济发展受到影响。同时，地面沉降还可能引发地质灾害，如地面塌陷、地裂缝等，给人们的生命财产安全带来威胁。地面沉降会影响人们的生活质量和居住环境，如造成房屋损坏、地下管线破裂等，给人们的日常生活带来不便。此外，地面沉降还可能引发社会问题，如社会不安定、经济纠纷等地面沉降的防治措施为了有效地防治地面沉降，需要采取综合性的措施，包括：严格控制地下水开采量通过制定合理的开采计划和开采量，避免过度开采导致地下水位大幅下降，从而减少地面沉降的发生加强工程建设管理在工程建设过程中，要充分考虑地质条件、荷载分布等因素，采取合理的工程措施，避免对地面造成过大的压力提高公众环保意识通过宣传教育、制定环保政策等手段，提高公众对地面沉降问题的认识和重视程度，从而共同参与到地面沉降的防治工作中地面沉降的研究与展望随着城市化的快速发展和人类工程经济活动的不断增加，地面沉降问题日益严重。因此，对地面沉降机理、过程、影响及防治措施的研究具有重要意义。未来，可以从以下几个方面进行深入研究：地面沉降的监测与预警技术通过采用先进的监测技术和预警系统，实现对地面沉降的实时监测和预警，为防治工作提供科学依据地面沉降数值模拟与预测通过建立地面沉降的数值模型，模拟地面沉降的发展过程，预测未来地面沉降的趋势和范围，为防治工作提供决策支持地面沉降的综合防治措施针对地面沉降的机理和影响因素，提出综合性的防治措施，包括政策、技术、管理等多个方面，以实现地面沉降的有效控制总之，地面沉降是一个复杂的岩土工程问题，需要多学科交叉研究和实践探索。通过深入研究和实践，我们可以更好地认识地面沉降的机理和影响因素，提出更加有效的防治措施，为城市的可持续发展提供有力保障。
