7 1 第七讲地面变形地质灾害 地裂缝
7、地面变形灾害PPT课件
在相同的条件下，超固结土层的压密量将小 于正常固结土层，同理欠固结土层的压密量则将 大于正常固结土层。
(2). 砂层与粘土层的压密在地面沉降中的相对重要 性
在较低的有效应力增长条件下，粘土层的压密 在地面沉降中起主要作用，而在水位回升过程中， 砂层的膨胀回弹则有决定意义。
1943－1969
1934－1965 1890－1957 1953－1960 1921－1987
1959－1983
1963－
开采石油
抽 取 地 下 水
开采石油 抽 取 地
6下
地面沉降分布特征
地面沉降主要分布在平原、盆地的大城市和油气开发区。
（1）大型河流三角洲及沿海平原区，如上海、天津、沧 州等。
17
地面沉降的形成机制
1 承压水位降低所引起的应力转变及土层的压密 在孔隙承压含水层中，抽汲地下水所引起的承
压水位的降低，必然要使含水层本身和其上、下 相对含水层中的孔隙水压力随之而减小。根据有 效应力原理可知，土中由复盖层荷载引起的总应 力是由孔隙中的水和土颗粒骨架共同承担的。假 定抽水过程中土层内的总应力不变，那么孔隙水 压力的减小必然导致土中有效应力的等量增大， 结果就会引起土层的固结。
(3)桥墩下沉，桥梁净空减小，影响水上交通.
(4)在一些地面沉降强烈的地区，伴随地面垂直沉 陷而发生的较大水平位移，往往会对许多地面和地下 构筑物造成巨大危害;
(5)在地面沉降区还有一些较为常见的现象，如深 井管上升、井台破坏，高摆脱空，桥墩的不均匀下沉 等，这些现象虽然不致于造成大的危害，但也会给市 政建设的各方面带来一定影响。
2021/3/9
授课：XXX
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地面变形地质灾害类型和规律
贵州沿河一村庄发生地陷，村民跌入深坑失踪
2008年8月11日， 贵州沿河自治县 谯家镇韩家村桃 子坪发生一起地 面塌陷，造成一 人失踪，3间民 房及2亩耕地损 毁，危及附近农 户9户38人，房 屋24间。
2、损毁铁路、公路和水利设施
西安70米长路面塌陷，9辆货运汽车掉进 深约3米、长约70米的坑中附近群众以为 地震
基于SPOT-5图像解译的唐山市煤矿采矿沉陷区分布图 （李成尊等，2006）
二、地面变形地质灾害的类型
1. 按地面变形的形式分类
地面沉降
地面塌陷
地裂缝
渗透变形
特殊岩土胀缩变形
2. 按地面变形的成因分类
内动力地面变形：地震裂缝、地震塌陷、构造地裂缝、火山地面变形等
水动力地面变形：由地表水和地下水运动引起的地面变形，如由江河湖海波浪和 水流冲蚀而形成的库岸再造、岩溶水动态变化造成的岩溶塌陷、过量开采 地下水引起的地面沉降、坡面流引起的地面冲刷等
2008年11月15日杭州地铁一号线地 面塌陷事故，造成75米的路面陷落 了15米，正在行驶的十一辆汽车包 括一辆公交车陷入坑内，17人死亡， 4人失踪。
我国东部岩溶区，铁路4010 公里，岩溶塌陷376处，近十 年间中断车1860小时，颠覆 列车3次。
3、引发矿井水患
2009年7月22日黑龙江省鸡西市鑫永丰煤矿发生采空区地面塌陷，形成面积 约3000m2、深10余米的塌坑，由于正值降雨，水与流沙大量涌入坑内，使 矿井淹没，23名当班矿工被困井下。地ຫໍສະໝຸດ 面沉西安大雁塔
降
太
原
市
无锡市
地面塌陷
地裂缝
随着人类活动的加强，人为因素已经成为 地面变形地质灾害的重要原因。
地面变形地质灾害-地裂缝共48页
地面变形地质灾害-地裂缝
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
地裂缝及灾害防治简要介绍
地裂缝及其灾害防治简要介绍一、概述地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂，并在地面形成裂缝的地质现象。
如果这种地质现象发生在有人类活动的地区，则可能会对人类生产与生活构成危害，称之为地裂缝灾害。
地裂缝属裂隙的一种特殊形态，常常是一些地质作用(如地震或断裂活动，地面沉降或塌陷等)的附属产物，与断裂不同。
地裂缝成因多种多样，出露于地表张开成缝，宽度变化大，存在时间较短，时隐时现；裂隙隐伏于地下，宽度窄，稳定延伸，在岩土体中永存而不消失。
而断裂深入地下，延伸长，规模大，是较强构造运动的结果。
同时，构造地裂缝与断裂活动也存在一定关系，它们有时是活动断裂在地表的露头。
地裂缝灾害是一种地质灾害，在世界许多国家都发生过，其发生频率和灾害程度逐年加剧，已成为一个新的、独立的自然灾害类型，并引起国际地学界的极大兴趣和关注。
我国是地裂缝分布最广的国家之一，仅对河北、山西、山东、江苏、陕西、河南、安徽七省的不完全统计，已有200多个县(市)发现地裂缝，共有700多处。
出现地裂缝的城市有西安、大同、壮族、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等，其中以西安最为典型和严重。
这些地裂缝穿越城镇民居、厂矿、农田，横切道路、铁路、地下管道和隧道等，造成大量建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂等，严重影响了人民生活、厂矿生产和安全。
每年因地裂缝灾害造成的经济损失达数亿元之多。
二、地裂缝成因类型及特征地裂缝按其成因分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三类。
构造地裂缝是指由内动力地质作用产生的，包括地震地裂缝(也称构造速滑地裂缝)、区域微破裂开启型地裂缝和构造蠕变地裂缝三种。
非构造地裂缝是指由外动力地质作用和人类活动作用而引起的岩土层裂缝，如膨胀土地裂缝、黄土地裂缝、冻土地裂缝、盐丘地裂缝、干旱地裂缝、地面塌陷地裂缝、滑坡地裂缝、地面不均匀沉降引起的地裂缝等。
实际上，有许多地裂缝是几种因素综合作用的结果，称之为混合成因地裂缝。
地面塌陷及地裂缝的成因及防治——葫芦岛市南票区及连山区矿产开采引起的地质灾害
受损的供 、 排水管线长度 ６０ｍ， ７ ０ 广电线路长
度 ７２ｍ， 口井 ５ ， ５０ 大 眼 管井 ５ ５ ， ８ 眼 农田受损 面积 ４ ． ｈ （２ １ ７ｍ２ ８亩） 大田 ３． ｍ （５ ８ ６ ，［ ０ ３ｈ ｅ ８ ５ ４ 亩） ，菜田 ｌ． ７ 亩 ）］ １３ｍ（ ０ ３ｈ １ 。 １ １４邱皮沟沉陷区 区位于矿区的东部 ，由 ．．
地制约着地 方经 济和社会 的可持续发展 ， 害着人 民群 众生命财产安全。通过对相 关矿 山采 空区地 危
面塌陷 、地 裂缝 进行调查研 究 对该市地质 灾害的分布特征 、地质 灾害的成 因机理有 了比较 系统 的 认识。由此进一步提 出了该 市两 区地质 灾害的防治对策 ，力求有 效地预防和减少地质 灾害的发生。 关键词 葫芦岛市 地面塌 陷 地裂缝 分布特征 成 因 防治
Ｆ ｇ Ｄｉｔｉｕ ｉ ｎ ｏ ｅ ｌ ｇ ｃｈ ｚ ｒ ｎＨｕ ｕ ａ ｎ ｉ Ｉ ｓｒ ｔ ｆ ｏ ｏ ｉ ａ ａ ｄ ｉ ｌ ｄ ｏｍｉ ｅ ｂ ｏ ｇ
山坡山体裂缝 ，缝宽约 ０ ～１ ｍ，走向 ３ 。 ． ． ５ ０ ０。 据资料表明 ： 该区受灾居民 ９ ７ ２ 户，３７ ２９人，
１ １南票矿 区 ．
井 田呈北东 、南西 向带状分 布 ，走 向长
２ ．ｋ ４５ｍ，平均宽 ２ ｍ。随着 时 间的推 移 ，开采 ｋ
｛ 第 一作者 简介 ： 立 民 （９４ ） 女 ，水文 地质 及工 程地 质专 业 ，高级 工程 师 谢 １６ ￣ ．
０ ７— － ０５ － ０ 收 稿 日期 ：２０ —４ １；改回 日期 ２ ０ — － ８ ０ ７０ — ３
剧 ，到 目前 为止 ，南票矿 区在 区 内 ７个煤矿 形 成 ５个沉 陷 区 ，沉 陷盆地 总 面积 ２ ． ｋ 。分 ６３ ｍ ０ 别 为三家 子 沉陷 区 、富隆 山沉陷 区 、大窑 沟沉
地面沉降地裂缝地面塌陷地质灾害危险性评估ppt课件
9
C2—1—3 唐山地造成 的喷水冒砂 区分布图震
10
（a）圣华金河谷位置。湿陷土几乎完全沿河谷西界分布， 因抽地下水引起的沉降在整个河谷随处可见。（b）在河谷 的湿陷土中，做注水试验的小块地。这小块地的总沉降达到
3m（10英尺）。 11
3、土体收缩 3.1 季节性收缩试验 3.2 树根效应 3.3 粘土收缩效应 3.4 土体收缩过程概要
25
•图10.9过度 开采地下水 引起的地面 沉降使威尼 斯下沉，慢 慢淹掉具有 建筑艺术的 宝库。
26
4.3 上海市地面沉降 (摘自上海市地质调查研究院成果)
27
4.3.1 地面沉降动态
28
29
F16
30
F11
31
F17
32
33
4.3.2 地面沉降与地下水开采分析
34
图4-2-13 第2含水层采灌量与地下水位
45
上海市1996~2001年累积地面沉降图
反映出地面沉降主 要发育在中心城区、 闵行华漕地区，影 响范围不断扩大；
受邻近省区地下水 开采影响，在金山 枫泾、嘉定华亭附 近沉降量较大。
46
上海外滩百年巨变，外滩防汛墙不断加高的过 程从侧面反映了市区地面沉降的演化历史！
47
4.4 上海地面沉降选例
佛罗里达州中部的卫星照片 88
实例 武汉市陆家街地区岩溶坍陷
自1977年以来，陆家街地区及周围已发生多次地 面塌陷，计有：
1977年汉阳中南轧钢厂堆料场塌陷 1983年阮家巷塌陷 1988年武昌陆家街塌陷 1999年茅坦村小学塌陷 2000年2月武昌司法学校塌陷 2000年4月青菱乡烽火村塌陷
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1）事件都不完全相同； 2）事件都不是单因素造成。 所以地质事件不存在有模式可套，只 能从最基本的原理去分析和掌握。 本讲义要着重介绍一些基本原理和 实际例子。
常见的地质灾害有哪些
常见的地质灾害有哪些
地壳活动灾害：如地震、火山喷发、断层错动等。
斜坡岩土体运动灾害：如崩塌、滑坡、泥石流等。
地面变形灾害：如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等。
矿山与地下工程灾害：如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等。
城市地质灾害：如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等。
河、湖、水库灾害：如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等。
海岸带灾害：如海平面升降、海水入侵，海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等。
海洋地质灾害：如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等。
特殊岩土灾害：如黄十湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等。
土地退化灾害：如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等。
水土污染与地球化学异常灾害：如地下水质污染、农田土地污染、地方病等。
水源枯竭灾害：如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
地质灾害之地面变形
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
（做含水率实验时讲过，沙子孔隙度小，但孔隙大，亲水矿物含量低，持水性差， 要求取样粘性土5～10g，砂性土20～30g ）
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；
平原、和汾渭
盆地等地面沉降 灾害严重区。
华 北 平 原
地 面 沉 降
等 值 线 图
三
、 地 1.地面标高损失，地表积水，放泄洪能力下降
面
沉
曼谷 邢台 洪水泛滥的原因 “除了气候，就是地面沉降闹的，海水回灌进曼谷了，前几天，
强调自己地势低，污染物也容易聚集
降
的 2.标高降低，海平面升高，双重因素，海水倒灌，
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；--天然砂层一般都比较密实
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。-基坑回弹，所以
基坑开挖后要尽快施工，否则，一是风吹日晒水泡，而是回弹使得建 筑物沉降大，土的性质，大家学过压缩系数，回弹指数，见土力学。
综合影响的结果导致地面沉降时空分布呈现复杂的局面， 后面详细讲。
1、地面沉降的变形形式
垂直位移 水平位移
（1）垂直位移
地面沉降以地层的垂直位移变形为主，并随各地点有效 应力增量大小的不同而不同。
规律性：由沉降中心向周边方向逐渐减小
地下水开采区
集中开采 井位置
初始地形面
X
垂直位移
垂直位移量的空间变化图
地裂缝及其治理措施
地裂缝及其治理措施一、概述地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂，并在地面形成裂缝的地质现象。
如果这种地质现象发生在有人类活动的地区，则可能会对人类生产与生活构成危害，称之为地裂缝灾害。
地裂缝属裂隙的一种特殊形态，常常是一些地质作用(如地震或断裂活动，地面沉降或塌陷等)的附属产物，与断裂不同。
地裂缝成因多种多样，出露于地表张开成缝，宽度变化大，存在时间较短，时隐时现；裂隙隐伏于地下，宽度窄，稳定延伸，在岩土体中永存而不消失。
而断裂深入地下，延伸长，规模大，是较强构造运动的结果。
同时，构造地裂缝与断裂活动也存在一定关系，它们有时是活动断裂在地表的露头。
地裂缝灾害是一种地质灾害，在世界许多国家都发生过，其发生频率和灾害程度逐年加剧，已成为一个新的、独立的自然灾害类型，并引起国际地学界的极大兴趣和关注。
我国是地裂缝分布最广的国家之一，仅对河北、山西、山东、江苏、陕西、河南、安徽七省的不完全统计，已有200多个县(市)发现地裂缝，共有700多处。
出现地裂缝的城市有西安、大同、壮族、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等，其中以西安最为典型和严重。
这些地裂缝穿越城镇民居、厂矿、农田，横切道路、铁路、地下管道和隧道等，造成大量建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂等，严重影响了人民生活、厂矿生产和安全。
每年因地裂缝灾害造成的经济损失达数亿元之多。
二、地裂缝成因类型及特征地裂缝按其成因分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三类。
构造地裂缝是指由内动力地质作用产生的，包括地震地裂缝(也称构造速滑地裂缝)、区域微破裂开启型地裂缝和构造蠕变地裂缝三种。
非构造地裂缝是指由外动力地质作用和人类活动作用而引起的岩土层裂缝，如膨胀土地裂缝、黄土地裂缝、冻土地裂缝、盐丘地裂缝、干旱地裂缝、地面塌陷地裂缝、滑坡地裂缝、地面不均匀沉降引起的地裂缝等。
实际上，有许多地裂缝是几种因素综合作用的结果，称之为混合成因地裂缝。
地质灾害——地裂缝(赵振振)
（6）矿山开采地裂缝防治措施
①开展回填采矿法 ②采用灌浆方法治理
5.3 加强监测工作
通过对地裂缝的监测，掌握其活动特征，分析发展趋势，在规
划设计阶段就采取必要的措施，可以达到事半功倍的效果。在建筑
物建设和使用中，监测可以随时掌握地裂缝变化，当变形达到设计
值时，及时采取工程措施，确保建筑物安全。
谢谢
时间、地点、强度等往往具有不确性：受地质作用周期性规律的影响，地质灾害又常表现出 周期性特征。
4 地裂缝勘查与灾害评估
4.1地裂缝勘查的原则
（1）地裂缝的调查和勘查必须在已有地质环境资料基础上进行。重视资料收
集工作，力求全面认识地裂缝的成因，为布置实物工作量打好基础。
（2）在地裂缝勘查工作中，应把现场调查访问置于特别重要的地位。
顺义断裂是北京市一条主要活动断裂，现今仍在活动。探槽揭露在地表下 5m左右有一次明显的地震事件，时间大约2.5万年前，地层错断14cm，东南盘
下降。地层中出现顺断裂面向上延展的地裂缝，两侧有明显的变形，变形特
征与断裂面一致。
超量开采地下水对地裂缝活动起着诱发促进作用。顺义城区附近是地下水 的超采区。特别是80年代后期，燕京啤酒厂等大型企业大量开采地下水，逐 渐形成了以平各庄为中心的地面沉降区。在地下水过量开采，地下水位逐年
活 动 特 点 及 其 时 空 规 律 性
场 地 土 体 结 构 及 其 力 学 特 征
与 活 动 断 层 的 双 重 构 造 作 用
作 用 强 度 特 点 及 其 规 律
与 地 下 水 产 生 的 作 用 关 系
不 同 类 型 建 筑 工 程 的 适 应 性
4.5地裂缝灾害危险性评估
地裂缝灾害危险性评估工作内容，包括破坏损失调查与统计，地裂缝场地
地裂缝及其治理措施精编WORD版
地裂缝及其治理措施精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】地裂缝及其治理措施一、概述地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂，并在地面形成裂缝的地质现象。
如果这种地质现象发生在有人类活动的地区，则可能会对人类生产与生活构成危害，称之为地裂缝灾害。
地裂缝属裂隙的一种特殊形态，常常是一些地质作用(如地震或断裂活动，地面沉降或塌陷等)的附属产物，与断裂不同。
地裂缝成因多种多样，出露于地表张开成缝，宽度变化大，存在时间较短，时隐时现；裂隙隐伏于地下，宽度窄，稳定延伸，在岩土体中永存而不消失。
而断裂深入地下，延伸长，规模大，是较强构造运动的结果。
同时，构造地裂缝与断裂活动也存在一定关系，它们有时是活动断裂在地表的露头。
地裂缝灾害是一种地质灾害，在世界许多国家都发生过，其发生频率和灾害程度逐年加剧，已成为一个新的、独立的自然灾害类型，并引起国际地学界的极大兴趣和关注。
我国是地裂缝分布最广的国家之一，仅对河北、山西、山东、江苏、陕西、河南、安徽七省的不完全统计，已有200多个县(市)发现地裂缝，共有700多处。
出现地裂缝的城市有西安、大同、壮族、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等，其中以西安最为典型和严重。
这些地裂缝穿越城镇民居、厂矿、农田，横切道路、铁路、地下管道和隧道等，造成大量建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂等，严重影响了人民生活、厂矿生产和安全。
每年因地裂缝灾害造成的经济损失达数亿元之多。
二、地裂缝成因类型及特征地裂缝按其成因分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三类。
构造地裂缝是指由内动力地质作用产生的，包括地震地裂缝(也称构造速滑地裂缝)、区域微破裂开启型地裂缝和构造蠕变地裂缝三种。
非构造地裂缝是指由外动力地质作用和人类活动作用而引起的岩土层裂缝，如膨胀土地裂缝、黄土地裂缝、冻土地裂缝、盐丘地裂缝、干旱地裂缝、地面塌陷地裂缝、滑坡地裂缝、地面不均匀沉降引起的地裂缝等。
地质灾害地面塌陷地面沉降地裂缝
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、道路等降雨掺入后产生塌陷较为突出。
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（ (据岩溶所） ）
云南乌东德岩溶洼地
ｆ5 振华街地裂缝 ; ｆ7 机电公司地裂缝 ; 1966—2000年沉降控制时期 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。 ④当顶板薄、跨度大时，可在洞底设置附加支撑以减少洞跨，也可加固洞顶，用浆砌块石嵌补洞顶岩体及洞隙边坡。 (2)工程涵义： 目前国内外工程界所研究的地面沉降主要是指由抽取液体(以地下水为主，也包括油、气)所引起的区域性地面沉降。 广州地下通道施工造成路面塌陷 对重要建筑物应采用桩基或墩基； (2) 内陆盆地构造型地裂缝有所活跃 西安市地裂缝对房屋的破坏 地面沉降与地裂缝作为地质灾害的一种灾种，区别于崩塌滑坡，它是地面岩土体在自重应力场（或构造应力场的参与）条件下垂向变 形破坏及向深部架空或潜在空间方向的运动。 ③复合型（自然——人为）塌陷。 上海外滩防汛墙不断加高的过程从侧面反映了市区地面沉降的演化历史！ 地面塌陷形成的原因复杂而种类繁多。 我国地面沉降主要发育分布在我国东部沿海河流三角州及中部内陆盆地一带。 我国《岩土工程勘察规范》中规定的：在较大面积(100km2以上)内由于抽取地下水引起水位下降或水压下降而造成的地面沉降。 当洞隙深大，而两侧有可靠岩体时，可采用跨越结构，根据荷载及跨度，可选用调整柱距，有足够支承的梁、板、拱及悬挑等方式。 这类地面沉降多为区域性的，在一定条件下随沉降伴生地裂缝; 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. (姜振泉,等，1997) 塌陷范围小于抽水井的降落漏斗，据已有资料，大面积降水时，塌陷范围约在降落漏斗中心的0. 1)新构造运动可使地面随基底面升降
7-1 第七讲——地面变形地质灾害-地裂缝
三、地裂缝的类型
按形成的动力条件分类： 1. 内动力形成的构造地裂缝（构造型） 2. 外动力作用形成的地裂缝（非构造型）
按应力作用方式分类： 1. 压性地裂缝 2. 扭性地裂缝 3. 张性地裂缝
1.构造地裂缝
构造地裂缝：由于地壳构造运动直接或间接在基岩或土 层中所产生的开裂变形。
多数由断裂的缓慢蠕滑或快速粘滑而形成，断层的 快速粘滑活动常伴有地震发生，因而又称为地震地裂缝
中国东部部分地区地裂缝分布示意图（王景明，2000）
平面上：地裂缝多呈带状分布；且裂缝一般 呈直线状、雁行状或锯齿状。
剖面上：多呈弧形，V形或放射状。
规模上：多数地裂缝长度为几十米至几百米 ，长者可达几公里；宽度在几厘米到几十厘 米之间，最宽可达1m以上；裂缝两侧垂直落 差在几厘米到几十厘米，大者可达1m以上， 但也有没有垂直落差者。
2.建筑设施避让
开发建设时 工程地质勘察——调查研究区域构造和断层活动历 史——查明拟建区地裂缝发育带及隐伏地裂缝潜在 发育区——城镇规划合理布局 严格限制永久性建筑设施横跨地裂缝；一般避让宽 度不少于4—10m.
最小安全避让距离（王兰生等，1994）
已建设施——加固
跨越地裂缝的管道工程： 外廊隔离、内悬支座式管 道+活动软接头。
地面沉降成因论：认为 西安地裂缝是因为过量 抽取地下水而引起地面 沉降所致，在差异沉降 陡变带上，由于两侧变 形差大于岩土体的极限 应变能力而发生地表破 裂，而局部地质构造只 对其起控制作用。—— 吴在宝，钟龙辉，1986 年
构造成因论：认为西安 地裂缝是因为基底伸展 断裂系在横向拉张应力 场作用下，并同时叠加 了地下水开采的影 响。——王景明，王兰 生，彭建兵， 1986,1994,2006
地面变形地质灾害地面沉降详解演示文稿
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优选地面变形地质灾害地面沉降
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一、概述
• 地面变形地质灾害的定义
广义：指因内、外动力地质作用和人类活动而使地面形态发生变形
破坏，造成经济损失和（或）人员伤亡的现象和过程。
如，构造运动引起的山地台升和盆地下沉；抽取地下水、开采地 下矿产等人类活动造成的地裂缝、地面沉降和塌陷等。 狭义：指地面沉降、地裂缝和地面塌陷等以地面垂直变形破坏或地 面标高改变为主的地质灾害。
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二、我国地面沉降现状
到 2003 年 地 面 沉 降 面积已达到 93,855km2 ，形 成长 三角、华北平原、和
汾渭盆地等地面
沉降灾害严重区。
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泾渭分明渭水是黄河最大的支流，泾水又是渭河的支流，现在已经分不清楚那条河流的清与浊了，同流合污了。
Q
Q =Q 1+Q 2+Q 3
Q1
Q2
Q3
不同的开采布局对地面沉降的影响
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六、地面沉降的主要特点
区域易发性—三大区， 回忆
时间累进性-上海1921年
过程渐变性-累计才能显出，但稍一留心
，还是会发现许多细节：穿过城区的京沪铁路， 由于地面沉降，铁轨下面需要年年垫石，市区里
室了。 8.桩基础负摩擦，降低桩承载力-以后《基础工程》详细
讲
不均匀沉降危害更大，造成房屋倾斜、开裂 、倒塌。
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地面不均匀沉降错断供水管道
建筑物受损
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地裂缝及其灾害防治简要介绍
地裂缝及其灾害防治简要介绍一、概述地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂，并在地面形成裂缝的地质现象。
如果这种地质现象发生在有人类活动的地区，则可能会对人类生产与生活构成危害，称之为地裂缝灾害。
地裂缝属裂隙的一种特殊形态，常常是一些地质作用(如地震或断裂活动，地面沉降或塌陷等)的附属产物，与断裂不同。
地裂缝成因多种多样，出露于地表张开成缝，宽度变化大，存在时间较短，时隐时现；裂隙隐伏于地下，宽度窄，稳定延伸，在岩土体中永存而不消失。
而断裂深入地下，延伸长，规模大，是较强构造运动的结果。
同时，构造地裂缝与断裂活动也存在一定关系，它们有时是活动断裂在地表的露头。
地裂缝灾害是一种地质灾害，在世界许多国家都发生过，其发生频率和灾害程度逐年加剧，已成为一个新的、独立的自然灾害类型，并引起国际地学界的极大兴趣和关注。
我国是地裂缝分布最广的国家之一，仅对河北、山西、山东、江苏、陕西、河南、安徽七省的不完全统计，已有200多个县(市)发现地裂缝，共有700多处。
出现地裂缝的城市有西安、大同、壮族、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等，其中以西安最为典型和严重。
这些地裂缝穿越城镇民居、厂矿、农田，横切道路、铁路、地下管道和隧道等，造成大量建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂等，严重影响了人民生活、厂矿生产和安全。
每年因地裂缝灾害造成的经济损失达数亿元之多。
二、地裂缝成因类型及特征地裂缝按其成因分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三类。
构造地裂缝是指由内动力地质作用产生的，包括地震地裂缝(也称构造速滑地裂缝)、区域微破裂开启型地裂缝和构造蠕变地裂缝三种。
非构造地裂缝是指由外动力地质作用和人类活动作用而引起的岩土层裂缝，如膨胀土地裂缝、黄土地裂缝、冻土地裂缝、盐丘地裂缝、干旱地裂缝、地面塌陷地裂缝、滑坡地裂缝、地面不均匀沉降引起的地裂缝等。
实际上，有许多地裂缝是几种因素综合作用的结果，称之为混合成因地裂缝。
灾害地质学
7.33 地裂缝的危害及防治
• 危害：地裂缝活动使其周围一定范围内的地质体内产生形 危害： 变场合应力场，进而通过地基和基础作用于建筑物。 变场合应力场，进而通过地基和基础作用于建筑物。由于 地裂缝两侧出现的相对沉降差以及水平方向的拉张和错动， 地裂缝两侧出现的相对沉降差以及水平方向的拉张和错动， 可是地表设施发生结构性破坏或造成建筑物地基的失稳。 可是地表设施发生结构性破坏或造成建筑物地基的失稳。 • 防治措施： 防治措施： （1）控制人为因素的诱发作用 ） 对于非构造地裂缝，可针对其发生原因， 对于非构造地裂缝，可针对其发生原因，采取各种措施来 防止或减少地裂缝的发生。例如： 防止或减少地裂缝的发生。例如：采取工程措施防止发生 崩塌、滑坡， 崩塌、滑坡，通过控制抽取地下水防治和减轻地面沉降或 地面塌陷等
（2）地裂缝灾害的非均匀性和不均一性
地裂缝以相对差异沉降为主，其次为水平拉张和错动。地 地裂缝以相对差异沉降为主，其次为水平拉张和错动。 裂缝的灾害效应在横向上由主裂缝向两侧致灾强度逐渐减弱， 裂缝的灾害效应在横向上由主裂缝向两侧致灾强度逐渐减弱，而 且地裂缝两侧的影响宽度以及对建筑物的破坏程度具有明显的非 对称性。 对称性。
第七章
地面变形地质灾害
7.3 地裂缝
7.31 地裂缝的特征、类型与分布 地裂缝的特征、 1、地裂缝的特征
（1）地裂缝发育的方向性与延展性 地裂缝常沿一定方向延伸， 地裂缝常沿一定方向延伸，在同一地区发育的多条地 裂缝延伸方向大致相同。 裂缝延伸方向大致相同。地裂缝灾害在平面上多呈带 状分布。从规模上看， 状分布。从规模上看，多数地裂缝的长度为几十米至 几百米，长者可达几公里。 几百米，长者可达几公里。平面上地裂缝一般呈直线 雁行状或锯齿状； 剖面上多呈弧形、 状 、 雁行状或锯齿状 ； 剖面上多呈弧形 、 V 形或放射 状。
土木工程知识点-地基础变形引起的裂缝
土木工程知识点-地基础变形引起的裂缝由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移, 使结构中产生附加应力, 超出混凝土结构的抗拉能力, 导致结构开裂。
基础不均匀沉降的主要原因有：1、地质勘察精度不够、试验资料不准。
在没有充分掌握地质情况就设计、施工, 这是造成地基不均匀沉降的主要原因。
比如丘陵区或山岭区桥梁, 勘察时钻孔间距太远, 而地基岩面起伏又大, 勘察报告不能充分反映实际地质情况。
2、地基地质差异太大。
建造在山区沟谷的桥梁, 河沟处的地质与山坡处变化较大, 河沟中甚至存在软弱地基, 地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。
3、结构荷载差异太大。
在地质情况比较一致条件下, 各部分基础荷载差异太大时, 有可能引起不均匀沉降, 例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大, 中部的沉降就要比两边大, 箱涵可能开裂。
4、结构基础类型差别大。
同一联桥梁中, 混合使用不同基础如扩大基础和桩基础, 或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时, 或同时采用扩大基础但基底标高差异大时, 也可能引起地基不均匀沉降。
5、分期建造的基础。
在原有桥梁基础附近新建桥梁时, 如分期修建的左右半幅桥梁, 新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结, 均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。
6、地基冻胀。
在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀；一旦温度回升, 冻土融化, 地基下沉。
因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。
7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时, 可能造成不均匀沉降。
8、桥梁建成以后, 原有地基条件变化。
大多数天然地基和人工地基浸水后, 尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土, 土体强度遇水下降, 压缩变形加大。
在软土地基中, 因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降, 地基土层重新固结下沉, 同时对基础的上浮力减小, 负摩阻力增加, 基础受荷加大。
有些桥梁基础埋置过浅, 受洪水冲刷、淘挖, 基础可能位移。
地面荷载条件的变化, 如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等, 桥址范围土层可能受压缩再次变形。
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1、地裂缝发育的方向性与延展性
地裂缝常沿一定方向延伸，在同一地区发 育的多条地裂缝延伸方向大致相同。
据统计（王景明，1994），河北平原的 地裂缝以NE5°和NW85°最为发育。地裂缝 造成的建筑物开裂通常由下向上，以横跨地 裂缝或与其成大角度相交的建筑物破坏最为 强烈。
河北平原地裂缝走向玫瑰花图和组系图 （王景明，2000）
如，构造运动引起的山地台升和盆地下沉；抽取地 下水、开采地下矿产等人类活动造成的地裂缝、地面沉降 和塌陷等。 狭义：指地面沉降、地裂缝和地面塌陷等以地面垂直变形破 坏或地面标高改变为主的地质灾害。
市原太
降沉面地
西安大雁塔 无锡市
地面塌陷
地裂缝
随着人类活动的加强，人为因素已经成为 地面变形地质灾害的重要原因。
第七讲 地面变形地质灾害
陈丽霞
中国地质大学（武汉）地空学院 地球信息科学与技术系
主要内容
一．概述 二．地面变形地质灾害的类型 三．中国地面变形地质灾害的分布规律 四．地面塌陷 五．地面沉降 六．地裂缝
一、概述
? 地面变形地质灾害的定义 广义：指因内、外动力地质作用和人类活动而使地面形态发
生变形破坏，造成经济损失和（或）人员伤亡的现象和过 程。
三、地裂缝的类型
按形成的动力条件分类： 1. 内动力形成的构造地裂缝（构造型） 2. 外动力作用形成的地裂缝（非构造型）
1. 按地面变形的形式分类
?
地面沉降
?
地面塌陷
?
地裂缝
?
渗透变形
?
特殊岩土胀缩变形
2. 按地面变形的成因分类
内动力地面变形：地震裂缝、地震塌陷、构造地裂缝、火山地面变形等
水动力地面变形：由地表水和地下水运动引起的地面变形，如由江河湖海波浪和 水流冲蚀而形成的库岸再造、岩溶水动态变化造成的岩溶塌陷、过量开采 地下水引起的地面沉降、坡面流引起的地面冲刷等
中部地区（黄土高原、中低山） ? 黄土高原湿陷、地裂缝、地面沉降塌陷灾害区； ? 秦岭、川鄂、横断山地区地面塌陷灾害区； ? 长江上游平原、云贵高原岩溶塌陷区。
西部地区（高山、高原、人烟稀少） ? 内蒙高原、准葛尔盆地、塔里木盆地土地砂化和盐渍化地面变
形灾害区； ? 天山、昆仑山地震地面变形灾害区； ? 大兴安岭北段山地冻融塌陷灾害区； ? 青藏高原山地岩土冻融、地震塌陷灾害区。
重力地面变形：崩塌、滑坡、黄土湿陷等
人类活动诱发地面变形：修路开挖边坡、采矿地面塌陷、城市建设平整土地、农 业活动中的梯田改造等
三、中国地质灾害的分布规律
东部地区（地势低平、人口密集、经济发达） ? 长白山、燕山山地、松辽平原地面塌陷灾害区； ? 华北平原、长江中下游平原地面沉降、地面塌陷灾害区； ? 东南沿海丘陵特殊岩土变形和地面塌陷灾害区； ? 台湾地震、地面沉降为主塌陷灾害区。
因此，在发展经济、进行大规模建设和矿 产开采的过程中，必须对地面变形地质灾 害及其可能造成的危害有充分的认识，加 强地面变形地质灾害的成因、预测和防治 措施的研究，有效减轻地面变形地质灾害 造成的经济损失。
基于SPOT-5图像解译的唐山市煤矿采矿沉陷区分布图 （李成尊等，2006）
二、地面变形地质灾害的类型
中国东部部分地区地裂缝分布示意图（王景明，2000）
平面上：地裂缝多呈带状分布；且裂缝一般 呈直线状、雁行状或锯齿状。
剖面上：多呈弧形，V形或放射状。
规模上：多数地裂缝长度为几十米至几百米 ，长者可达几公里；宽度在几厘米到几十厘 米之间，最宽可达1m以上；裂缝两侧垂直落 差在几厘米到几十厘米，大者可达1m以上， 但也有没有垂直落差者。
5.其他活动特性
中期活动具有张合期，呈现南震北裂和北 震南裂的交替变化
在多数张合期中，华北地裂缝分布区内， 存在前期是南部苏、鲁、皖、豫区多强震，而 北部陕、晋、冀区则地裂缝活动强烈，这种现 象成为南震北裂；到后期则位置对调呈现北震 南裂现象。
原因：地壳不同层位能量释放ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ序的交替， 反映地壳中深层能量释放的强震活动，与反 映地壳浅表层能量释放的地裂缝活动，在华 北南北部交替发生。
4.灾害的周期性
在时间序列上，地裂缝灾害往往表现出一定的周期性。 当区域构造运动强烈或人类过量抽取地下水时，地裂缝活动 加剧，致灾作用增强，反之则减弱。
6月至12月
1.3
雨季及用水平衡期
5月至6月
7.5 枯水期
1月至5月初
0.6
用水稳定期
0
2
4
6
8
垂直变形量/mm
山西大同机车厂地裂缝垂直变形量的周期性变化趋势
如，西安大雁塔地裂缝，东段活动强度最大，塌陷灾害最 严重，中段灾害次之，西段的破坏效应很不明显。 （刘玉海， 1994）
剖面上，危害程度自下而上逐渐加强，累计破坏效应集中于 地基基础与上部结构交接部位的地表浅部十几米深的范围内 。
3.灾害的渐进性
地裂缝灾害是因地裂缝的缓慢蠕动扩展而 逐渐加剧的。
因此，随着时间的推移，其影响和破坏程 度日益加重，最后可能导致房屋及建筑物的 破坏和倒塌。
1968 年7月25日，山东莒 县，郯城一带发生 8.5级
强烈地震时，郯城某乡学 生李献玉的房内出现了地 裂缝，随即他被陷入缝中， 几次试图爬上来都没有成 功。正当他无可奈何时， 裂缝内突然喷涌出水，一 下子把他托出了水面，他 趁势爬了出来，安然无恙。
二、地裂缝的特征
1. 发育的方向性与延展性 2. 灾害的非对称性和不均一性 3. 灾害的渐进性 4. 灾害的周期性
地裂缝
主要内容
概述 地裂缝的特征 地裂缝的类型 中国地裂缝的分布 地裂缝的成因机制和形成条件 地裂缝的危害 地裂缝灾害的防治措施
一、概述
1.定义 地裂缝是地表岩土体在自然因素和人为
因素作用下，产生开裂并在地面形成一定长 度和宽度裂缝的现象。
地裂缝一般产生在第四系松散沉积物中， 与地面沉降不同，地裂缝的分布没有很强的区 域性规律，成因较多。
如山西大同机车厂——大同宾馆的地裂 缝长达5KM。
2.地裂缝灾害的非对称性和不均一性
地裂缝的灾害效应在横向上由主裂缝向两侧致灾强度逐渐减 弱，且地裂缝两侧的影响宽度以及对建筑物的破坏程度具有 明显的非对称性。
如，山西大同铁路分局地裂缝的南侧影响宽度明显比北侧 的影响宽度大。
同一条地裂缝的不同部位，地裂缝活动强度和破坏程度也有 差别。在转折和错列部位相对较重，显示出 不均一性。