《地面变形地质灾害》地面塌陷地面沉降完整课件.pptVIP

珠海西区海华新村住宅区落成仅10年，地面沉降最大达1.5m建筑物受损不均匀地面沉降加速了地铁隧道设施的磨损建筑物受损3、导致地下水环境恶化地面沉降所造成的地面标高下降和积水洼地的形成，严重影响着城市污水的排放，所造成的排污管道破坏也使污水溢出，这都会污染地下水。在沿海地区，地面沉降还会造成海水入侵或海水倒灌，使地下水矿化度增高，并引起土壤盐渍化。部分内陆地区在地面沉降过程中，劣质地下水和许多有毒、有害元素污染的地下水会随着含水层的压密释水向淡水扩散，造成地下水水质变差。4、滨海地区风暴潮及海岸侵蚀加重在沿海地区，地面沉降会造成海平面相对上升，风暴潮灾害加重。如，地面沉降使天津市部分地区已处于海平面以下，伴生的风暴潮灾害加剧。海岸灾害加剧天津市因地面沉降受风暴潮危害严重上海市因地面沉降致使防浪堤三次加高根据长江三角洲、华北地区、汾渭地堑主要城市等的研究，粗略统计，建国以来，我国地面沉降和地裂缝造成的损失累计高达4500～5000亿元，其中，直接经济损失累计为350～400亿元，年均总损失为90～100亿元,年均直接损失8～10亿元。四、地面沉降的成因机制1、饱水多孔介质的失水压密原理（1）抽水条件下饱水多孔介质含水层的失水压密（2）注水条件下饱水多孔介质含水层的厚度变化（3）地面加载条件下饱水多孔介质含水层的失水压密2、不同类型岩土失水压密特点（1）砂砾质含水层失水压密特点（2）粘性土的失水压密特点3、开采条件下油、气储层压密固结原理4、地面沉降的产生条件1、饱水多孔介质的失水压密原理σ=σ’+μσ=γ土·Hμ=γ水·h太沙基有效应力原理固体颗粒（岩石碎屑矿物颗粒）孔隙水σ’有效应力。颗粒受到的应力，通过颗粒间的接触点传递；μ孔隙水压力。粒间孔隙水所承受和传递的应力（1）抽水条件下饱水多孔介质含水层的失水压密σ不变=σ’+μσ’大于颗粒间摩擦阻力颗粒间产生位移/错动/排列更紧密含水层压密体积变小地面下沉形成新的压力平衡△σ’有效应力的增量；△μ孔隙水压力增量。抽水为减压过程，所以取负|△μ|孔隙水压力增量的绝对值。（2）注水条件下饱水多孔介质含水层厚度变化σ不变=σ’+μσ’颗粒变得松散含水层厚度变大（3）地面加载条件下饱水多孔介质含水层的失水压密Pσ=σ’+μ△σ’大于粒间阻力且△σ’△μ颗粒骨架压密；含水层总体积变小水从孔隙中挤出进入水井2、不同类型岩土失水压密特点（1）砂砾质含水层失水压密特点①砂砾质含水层一旦被抽汲，释水快，压力传递快，压密作用显现得快，地面可在较短时间内出现沉降，即滞后时间短，延迟效应不明显；②由于砂砾质含水层本身的孔隙度较小，可供压密的空间小，所以，地面总沉降量较小；③砂砾质含水层颗粒间为硬连接，失水和充水能够以可逆方式进行，形成的地面沉降具有弹性变形的特点，抽水时，地面下沉，水位恢复时，又可回弹。（2）粘性土的失水压密特点①粘性土孔隙虽小，但孔隙度大，远远超过砂砾质土，粘性土一旦失水压密，可压缩空间大，能够产生较大的地面下沉量；②由于粘性土中的水主要是结合水，水压传递和应力消散慢，失压后需要相当长的时间才可建立新的压力平衡，所以抽水对它的影响来得慢，即滞后时间长，延迟效应也十分明显，这就是为什么在许多粗细颗粒相迭置的地下水分布区抽水时地面沉降不明显，水位恢复后，地面沉降仍会持续发展的原因；③粘性土失水压密过程失去的水主要是结合水，骨架的压密是塑性变形，两者都是不可逆过程，所以，所造成的地面沉降大部分是永久性的。3、开采条件下油、气储层压密固结原理天然条件下，石油、天然气储层一般处于封闭的地质环境中，上覆地层的自重由储层中得流体和骨架共同承担。当上覆岩体与油气层处于压力平衡时，可用太沙基公式表示：σ=σ’+μ+vσ覆岩的自重压力；σ’储层中介质骨架承受的压力；μ液体（水、油）承受的压力；v气体承受的压力。σ=(σ’+△σ’)+(μ-△μ)+(v-△v)采油或采气时△σ’=|△μ+△v|且|△v||△μ|4、地面沉降的产生条件(1)厚层松散细粒土层的存在(2)长期过量开采地下流体(3)新构造运动的影响(4)城市建设对地面沉降的影响五、地面沉降的时空特征地面沉降是沉降区不同岩性层失水压密的叠加结果。距离抽水井远近不同的点，