地面沉降问题及其监测方法小结
了解测绘技术中的地表沉降监测与分析方法
了解测绘技术中的地表沉降监测与分析方法地表沉降是指地下水开采、地下矿井开采、地下空腔涌湖以及地下水位变化等因素导致的地表下陷现象。
地表沉降对城市规划、土地利用以及基础设施建设等方面有着重要的影响。
为了及时掌握地表沉降的情况,科学家们开发出了一系列测绘技术中的地表沉降监测与分析方法。
一、遥感技术遥感技术是通过卫星、飞机等载体获取地表信息的一种技术。
在地表沉降监测中,遥感技术可以通过获取地表高程的变化来间接反映出地表沉降的情况。
遥感技术在地表沉降监测中的应用主要有以下几个方面:1. 激光雷达遥感技术:利用激光束与地表的反射和散射特性,可以获取地表的三维坐标信息,从而实现对地表沉降的监测与分析。
2. 合成孔径雷达遥感技术:通过合成孔径雷达的高分辨率成像能力,可以获取地表形变信息,进而推测地表沉降的情况。
3. 热红外遥感技术:热红外遥感技术可以通过测量地表的辐射温度来推测地表沉降的情况。
地表沉降导致地下水位下降后,地下水的上升速度会减缓,从而导致地表温度的降低。
利用热红外遥感技术,可以通过测量地表温度的变化来推测地表沉降的情况。
二、测量仪器技术测量仪器技术是直接测量地表沉降的一种方法。
常用的测量仪器包括全站仪、水准仪、GNSS等。
1. 全站仪:全站仪是一种测量仪器,可以通过测量地表的高程变化来推测地表沉降的情况。
全站仪通过测量地表上若干点的坐标高程,并将其与基准点的坐标高程进行比较来判断地表是否发生沉降。
2. 水准仪:水准仪是一种测量仪器,可以通过测量地表的高程变化来推测地表沉降的情况。
水准仪通过测量水准点的高程,并将其与基准点的高程进行比较来判断地表是否发生沉降。
3. GNSS:全球卫星定位系统(GNSS)是一种通过卫星信号获取地表坐标信息的技术。
通过在地表上布设多个GNSS接收器,可以实现对地表的实时监测与分析,从而判断地表是否发生沉降。
三、数学模型与分析方法除了遥感技术和测量仪器技术,数学模型与分析方法也是地表沉降监测与分析的重要手段。
地面沉降控制总结汇报范文
地面沉降控制总结汇报范文地面沉降是地下人工开挖和地下管线施工等工程活动常常会出现的一种现象。
随着城市的发展和人口的增加,地下空间越来越受到重视,而地面沉降问题也日益凸显。
地面沉降不仅对城市建设和运行产生了负面影响,还对人民群众的生活带来了威胁。
因此,如何控制地面沉降成为了一个亟待解决的问题。
针对地面沉降问题,我们对近年来国内外研究成果进行了总结和分析,并整理出以下控制措施。
首先,地面沉降的控制首先需要从工程设计和施工方案上加以考虑。
在工程设计阶段,需要对地下管线和地下结构进行合理布局和设计,以减少对地下土体的影响,从而降低地面沉降的风险。
在施工方案上,需要合理选择施工方法和技术,尽量减少地下土体的扰动和破坏。
其次,地面沉降的控制需要借助监测手段进行实时监测和预警。
通过地面沉降监测系统,可以及时了解地面沉降的情况,并根据监测数据进行预测和预警。
一旦发现地面沉降超过预警值,可以及时采取相应的措施,避免进一步的沉降。
再次,针对不同地质条件和工程项目的特点,可以采取不同的地面沉降控制技术。
例如,在柔性地基上可以采用预压加固、土体注浆和土体改良等技术,通过增加地基的承载能力来减少地面沉降。
在硬质地基上可以采用地下连续墙和排浆技术等,以加强地下土体的支撑和稳定。
最后,地面沉降控制还需要政府、企业和公众的共同努力。
政府需要加强地面沉降监管和管理,制定相关政策和标准,确保工程的安全和可持续发展。
企业需要提高自身的技术水平和管理水平,严格执行相关规定和标准。
公众需要增强环境保护意识,减少对地下空间的开发和使用,以保护地下土体的完整性和稳定性。
综上所述,控制地面沉降是一个复杂而多方面的问题,需要从工程设计、施工方案、监测手段和技术措施等多个方面进行考虑。
只有各方共同努力,才能实现地面沉降的有效控制,保障城市的安全和可持续发展。
参考文献:1. 王明, 沉降场的控制研究. 重庆建工科技有限公司,2016 年2. 李卫民,地面沉降控制技术研究. 中国岩土工程学会,2017 年3. 郭建忠,地下连续墙技术应用于地面沉降控制的探讨. 土木建筑工程研究, 2018 年。
地面沉降问题及其监测方法小结汇总
地面沉降问题及其监测方法小结汇总地面沉降,这个看似陌生的词汇,却在不知不觉中影响着我们的生活。
简单来说,地面沉降就是指地面在垂直方向上发生的下沉现象。
它可不是个小问题,可能会给我们带来一系列的麻烦,比如建筑物倾斜、地下管道破裂、洪涝灾害加剧等等。
那地面沉降究竟是怎么回事?又有哪些有效的监测方法呢?接下来咱们就好好说道说道。
地面沉降的原因有很多,其中主要的包括自然因素和人为因素。
自然因素方面,地壳运动是一个重要原因。
在漫长的地质历史中,地壳一直在不断运动,有时会导致地面的缓慢下沉。
此外,松散地层的自然固结也可能引起地面沉降。
比如在一些沉积平原地区,由于沉积物的压实和排水,地面会逐渐降低。
然而,在现代社会,人为因素对地面沉降的影响越来越显著。
地下水的过度开采就是其中最常见的一个。
地下水就像地下的一个巨大水库,当我们抽取的速度远远大于它自然补充的速度时,地下水位就会下降,导致土层中的孔隙水压力减小,土颗粒之间的有效应力增加,从而引起土层压缩,地面也就跟着沉降了。
除了地下水开采,大规模的城市建设也是地面沉降的一个诱因。
高楼大厦、地铁、地下停车场等工程的建设,会给地面施加巨大的压力,导致地基土层发生压缩变形。
另外,矿产资源的开采,比如煤炭、石油、天然气等,如果开采方式不当或者开采后没有进行有效的回填,也会引发地面沉降。
地面沉降带来的危害可不小。
首先,它会对建筑物造成损害。
地面下沉会导致建筑物的基础不均匀沉降,从而使建筑物倾斜、开裂,甚至倒塌,严重威胁着人们的生命财产安全。
其次,地面沉降会影响地下管道的正常运行。
地下管道随着地面一起下沉,可能会发生弯曲、破裂,导致供水、供气、排水等系统出现故障,影响城市的正常运转。
再者,地面沉降还会加剧洪涝灾害。
由于地面下沉,一些地区的地势变得更低洼,在暴雨等极端天气时,更容易积水,增加了洪涝灾害的风险。
为了及时发现和掌握地面沉降的情况,采取有效的防治措施,监测工作就显得尤为重要。
地面沉降报告
地面沉降报告报告对象:XXX市政府城建部门报告内容:根据最近的地质勘探及监测数据,我司对于所辖区域的地面沉降现状进行了分析并撰写了本报告,旨在向政府部门及相关部门反映地面沉降状况,寻求解决措施及建议。
一、总体情况经过对所辖区域的地质勘探及监测,发现该区域存在着较为明显的地面沉降现象,主要表现为以下三个方面:1. 地面自然沉降:由于地质构造、岩土层性等因素影响,地面在自然状态下会有一定程度的沉降。
根据我们的监测数据显示,该区域的自然沉降速率在每年0.5厘米左右,整体比较平稳。
2. 人为沉降:随着城市化进程的加快,该区域的人口数量不断增加,且固定资产的建设增多,使得地面承载力逐渐降低,进而导致地面的人为沉降。
我们的数据显示,该区域的人为沉降速率在每年0.8厘米左右,较为明显。
3. 工程沉降:该区域存在着大量的地下管线及施工工地,这些工程对于地面的沉降具有较大的影响。
我们的数据显示,该区域的工程沉降速率在每年0.6厘米左右,较为明显。
二、风险评估及建议地面沉降现象会对于曾经的地面高程、水文地质条件等产生现实影响,具有一定的风险性。
因此,我们建议政府及相关部门应当注意以下几个方面:1. 完善地质勘探:在新的建设项目中,应当充分考虑该区域的地质情况,开展更加全面的地质勘探工作,准确评估地质风险,避免出现隐患。
2. 加强管线维护:地下管线的维护工作应当加强,避免外力对于管线的影响导致地面沉降问题。
3. 适当调整用地:在国土资源利用中,应当适当考虑该区域的地面沉降现象,合理规划用地,避免出现对于地面沉降风险的放任。
综上所述,我们对于该区域的地面沉降现象进行了详细的分析,并提供了相应的风险评估与解决建议,期望政府及相关部门能够务实考虑这些问题,加强工作,减少风险。
地面沉降的监测技术及治理措施
地面沉降的监测技术及治理措施摘要:地面沉降量增加过快大会易造成各种建筑物大量下沉、地下电缆管道大面积破损、洪涝地震等各类灾害持续加剧蔓延等的一系列突出问题,给整个国民经济安全造成极为巨大潜在的严重损失。
针对当前上述严峻问题,结合前人多年收集的各种研究报告资料,本文着重对区域地面的沉降特征进行开展了进一步深入系统研究,综合与评价验证了各地现有成熟的各种地面异常沉降特征预测体系及各种监测分析技术,并着重根据各不同地区地面反常沉降行为的主要特性,提出有了具体针对性可行的综合预防应对策略措施及相关治理工作措施,对加强地面超常沉降预防治理应对工作都有着一定价值的借鉴参考意义。
关键词:地面沉降,监测技术,治理措施1地面沉降相关的监测技术概括1.1 常用的地面沉降监测技术大范围监测技术水准测量站1~5技术较为可靠、成熟,高程测点系统存在较大失效的可能性,集成化、自动化应用程度比较低,不能满足大规模信息化的监测工作需求全球定位系统(GPS)1~10点式监测,集成化、自动化运用程度很高,布设和密度相对较低,成本投入较偏高合成孔径干涉仪雷达(InSAR)1~20分布式光纤连续面监测,集成化、自动化及控制一体化程度要比较高,成本要求比较高,精度要求易受地面农作物等环境因素干扰等的影响分布式光纤0.01精度高、效率比较高,性能要成熟和可靠,自动化系统集成标准化程度要求很高,施工技术方法比较简便,成本要稳定和可控,脆弱和易剪断,安全可靠存在应变折减小地尺度范围变形监测新技术分层标0.1点式变形监测,可实现分别实现对地层不同变形类型地层剖面的压缩和变形(膨胀)的测量数据及动态监测,实施应用时难度一般稍嫌大,成本要求亦较高基岩标0.1点式形变监测,数据可靠性能力更要求强,传感采集点密度也一般都较低,实施工作中技术难度都比较之大,成本较高。
1.2SBAS⁃InSAR技术SBAS监测技术是指一项是由Beradino等人团队在于2002年时所首先提出来使用的一种基于时间序列分析技术的InSAR监测方法[详见图表12页]。
土木工程中的地面沉陷监测与处理
土木工程中的地面沉陷监测与处理地面沉陷是指土地表面下沉或下陷的现象,是土地利用与发展中的一个重要问题。
在土木工程中,地面沉陷会对建筑物、道路、桥梁等基础设施造成严重损害,因此,地面沉陷的监测与处理显得尤为重要。
一、地面沉陷的原因地面沉降的原因很多,其中主要包括自然原因和人为原因。
自然原因包括地壳运动、地下水开采、地下采矿以及地下溶洞等;而人为原因主要包括地下工程施工、地下水开采和地下石油开采等。
这些因素会导致地下土层沉降,进而引发地面沉陷问题。
二、地面沉陷的监测方法为了及时掌握地面沉陷的情况,土木工程中采用了多种监测方法。
其中,常见的包括测量法、遥感技术和地下水位监测。
测量法是地面沉陷监测中最为常用的手段之一。
通过在地面上设置测量点,利用高精度的测量仪器对地面的高程进行定期测量,从而了解地面沉陷的情况。
这种方法可以提供精确的数据,对于地面沉陷的状况有较为准确的了解。
遥感技术是利用航空遥感或卫星遥感技术对地表进行监测的方法。
通过获取地表的图像和数据,可以对地表的变化情况进行分析和判断,进而了解地面沉陷的程度和范围。
遥感技术具有广覆盖、高效率和非破坏性等特点,可以较全面地监测地面沉陷的情况。
地下水位监测是针对地下水开采引起的地面沉陷问题而设计的一种监测方法。
通过设置水位监测点,定期采集地下水位的数据,可以判断地下水位的变化情况,进而评估地面沉陷的风险。
地下水位监测可以帮助工程师提前预警地面沉陷的可能性,及时采取措施进行处理。
三、地下沉陷的处理方法针对地面沉陷问题,土木工程中采取了多种处理方法,主要包括地面加固和地下补充。
地面加固是指对地面进行加固处理,增强地基的稳定性和承载能力。
常用的地面加固方法包括地基灌注桩、加固板桩和加固梁等。
这些方法可以增加地基的承载力,提高地面的抗沉陷能力。
地下补充是指通过向地下注入材料,增加地下土层的强度和稳定性。
常见的地下补充方法包括喷射注浆法和钻孔注浆法等。
这些方法可以改变地下土层的物理性质,提高地下土层的承载能力,从而减少地面沉陷的风险。
施工现场的沉降监测与处理
施工现场的沉降监测与处理施工现场的沉降问题一直是建筑工程中的一个重要考虑因素。
沉降不仅会对建筑物的安全和稳定性造成影响,还可能对周围环境和地下设施产生不可预知的负面影响。
因此,对施工现场的沉降进行有效的监测和处理是建筑工程中的一项重要任务。
首先,施工现场的沉降监测需要使用专业的监测设备和技术,以确保数据的准确性和可靠性。
常见的监测设备包括水准仪、测斜仪、位移计等。
这些设备可以通过实时监测沉降情况、收集数据并进行分析,帮助工程师及时掌握沉降的变化趋势,并根据需要采取相应的应对措施。
其次,施工现场的沉降处理需要结合具体情况采取有效的措施,以确保施工的安全性和经济性。
一般来说,对于较小的沉降,可以采取补偿措施,例如在地基下方加厚垫层,以增加地基的承载能力。
对于较大的沉降,可能需要进行地基处理,如加固地基、重新设计基础结构等。
此外,如果沉降对周围环境和地下设施产生了影响,还需要及时与相关单位进行沟通和协调,以确保整体的安全。
在进行施工现场沉降监测和处理时,还应注意以下几个方面。
首先,监测过程中要保持连续性和持续性,避免监测中断导致数据不准确。
其次,对于监测数据的处理和分析,需要借助专业的软件和技术手段,以更好地理解沉降的特征和趋势。
最后,在处理沉降问题时,要考虑到施工环境的特殊性和复杂性,制定相应的安全措施和应急预案。
施工现场的沉降监测与处理是保障建筑工程安全和质量的重要环节。
只有通过科学、严谨的监测和处理措施,才能有效地控制沉降的影响,确保工程的稳定性和可靠性。
因此,在进行建筑工程施工前,必须对施工现场进行综合考虑和评估,提前制定相应的沉降监测计划和处理方案。
只有这样,才能保证工程的顺利进行,同时最大程度地降低沉降所带来的风险和影响。
总之,施工现场的沉降监测与处理在建筑工程中非常重要,必须引起足够的重视和关注。
通过采用专业的监测设备和技术,结合具体情况制定相应的处理方案,可以确保施工现场的安全和稳定性。
混凝土路面沉降监测及分析报告
混凝土路面沉降监测及分析报告【文章标题】:混凝土路面沉降监测及分析报告【引言】:混凝土路面作为城市交通的重要组成部分,承载着大量车辆的行驶和行人的步行。
然而,随着使用时间的推移,由于道路材料老化或其他因素的影响,混凝土路面可能会出现沉降现象。
沉降不仅会影响交通安全与舒适性,还可能导致路面损坏和修复成本的增加。
对混凝土路面的沉降进行监测和分析具有重要意义。
本报告旨在介绍混凝土路面沉降监测及分析的方法和结果,并提供相关的观点和理解。
【正文】:一、混凝土路面沉降监测方法1.1 定点测量对混凝土路面进行定点测量是一种常用的监测方法。
通过在不同位置设置测量点,并使用全站仪或其他测量设备进行定期的高程测量,可以获得路面高程的变化情况。
这种方法可以快速发现沉降问题,并及时采取相应的措施。
1.2 遥感技术遥感技术在混凝土路面沉降监测中也发挥着重要的作用。
利用遥感影像和激光扫描技术,可以获取整个路段的路面高程信息,并使用数字图像处理和地理信息系统分析工具进行数据处理和分析。
这种方法具有高效、快速的优点,适合大范围的路面监测。
1.3 GPS定位系统GPS定位系统也可用于混凝土路面沉降监测。
通过在路面上安装GPS 接收器,并获取其位置信息,可以实时监测路面的沉降情况。
这种方法除了能够提供沉降的数量化数据外,还可以对沉降的空间分布进行分析。
二、混凝土路面沉降分析2.1 沉降数据处理对于获得的沉降数据,可以使用统计学方法进行处理。
通过计算平均沉降量、方差和标准差等指标,可以了解路面整体的沉降情况以及不同位置之间的差异性。
还可以将数据进行时间序列分析,以检测出潜在的趋势或周期性变化。
2.2 沉降原因分析除了对沉降数据进行统计和时间序列分析外,还需要进行沉降原因的深入分析。
常见的路面沉降原因包括土质问题、地下管道破裂、水土流失等。
通过对这些可能的原因进行调查和评估,可以找到引发沉降问题的主要因素。
2.3 影响评估与建议根据混凝土路面沉降分析的结果,需要进行影响评估,并提出相应的建议。
地面沉降的监测技术及治理措施
地面沉降的监测技术及治理措施摘要:地面沉降是城市中常见的地质灾害,在人类建设活动及自然环境的共同作用下,地壳表层土体出现了不同程度的沉降现象,导致不同地区地面的高度有所下降,形成了难以逆转的地质问题。
通常情况下,地面沉降的共有表现为持续时间较长,发展比较缓慢,区域影响较大,产生的原因复杂和治理问题多等,沉降的长期存在对城市建设、交通运输、资源调度、经济发展和居住环境造成了巨大的威胁。
本文主要分析地面沉降的监测技术及治理措施。
关键词:地面沉降;监测技术;沉降预测;治理措施引言目前,很多学者开展了一系列的地面沉降分析工作,地面沉降的治理工作也有了一定成效,但未能有效控制其继续恶化的趋势,面对如此严峻的沉降问题,日后的研究工作开展仍十分困难。
随着地面沉降问题的日益严重,为防止地面沉降导致巨额损失,有必要对此展开深入研究。
1、地面沉降监测技术分析因地面沉降监测范围有所差异,监测技术包括大范围监测技术和小范围监测技术。
大范围监测技术通常包括全球定位系统(GPS)、合成孔径干涉雷达(InSAR)、分布式光纤传感技术以及水准测量等。
GPS监测技术是利用人造卫星对一个指定的测量地点进行三边测量定位,根据测量定位获得的地面高程数据实现地面沉降监测。
InSAR监测技术是沉降监测的先进技术,通过对固定点测得干涉图像和波形信号,模拟出测量点的三维模型特征,然后比较SAR图像的相位差获得干涉条纹,进而得出测量点高程数据的变化,达到沉降监测目的。
多年以来,分布式光纤传感技术已成为国际区域光纤通信成果中新型的研究方法,通过使用先进的光时域反射仪(OTDR),把光纤当作传感元件,发挥其在传输过程中的介质特性,研究光纤在各个区域的温度和应变分布规律,完善沉降监测方法。
小范围监测技术包括常见的水准测量、基岩标及分层标等方法。
其中,水准测量也被称作几何水准测量,该方法是通过水准尺和水准仪2种仪器来测量地面上不同点之间的高差关系,保证在某个区域内沉降监测能得到满足要求的监测精度。
如何进行地表沉降监测和分析
如何进行地表沉降监测和分析地表沉降是指地球表面下沉的现象,通常由于人类活动或地质灾害引起。
地表沉降不仅会对建筑物和基础设施造成破坏,还会影响水文循环和生态系统的平衡。
因此,进行地表沉降的监测和分析对于保护环境和预防灾害起着至关重要的作用。
首先,进行地表沉降监测的一种常见方法是利用全球定位系统(GPS)。
GPS系统能够准确测量地面的位置和高度,因此可以通过GPS设备的布设和定位,实时监测地表的沉降情况。
通过长期的监测数据,可以得到地表沉降的趋势和速率,为进一步的分析提供基础数据。
另外,地表沉降监测还可以利用遥感技术。
遥感技术通过卫星或飞机上搭载的传感器,获取地表的图像和其他有关数据。
这些数据可以被用来测量地表沉降的变化,并提供详细的信息,如沉降区域的范围、幅度和速率。
通过对遥感数据的分析,可以更好地了解地表沉降的原因和机制。
在进行地表沉降分析时,需要综合考虑多种因素。
首先是人类活动,如地下水开采、矿山开采和建筑物施工等。
这些活动会改变地下水位和岩石结构,从而导致地表沉降。
因此,对于潜在的沉降区域,需要进行详细的人工活动监测,并及时采取措施以减少潜在的沉降风险。
此外,地质灾害也是地表沉降的重要原因之一。
例如,地震和地下水倒灌都会引起地表的剧烈变化。
因此,在地表沉降监测和分析过程中,需要考虑到地质灾害的可能性,并制定相应的预防措施。
地震监测系统和地下水倒灌的监测网络可以起到重要的作用,及早发现和预警地表沉降的风险。
除了上述方法,地表沉降的监测和分析还可以结合地球物理勘测和数学模型。
地球物理勘测涉及地磁、电磁和重力等各种物理现象的测量,通过分析这些数据可以了解地表以下的构造和特征。
数学模型可以通过建立数学方程来模拟地表沉降的过程和机制,进一步深入研究其影响因素和预测未来的发展趋势。
总之,地表沉降的监测和分析是一项复杂而重要的工作。
通过整合多种技术和方法,可以获得准确和详细的地表沉降数据,并提供科学依据来制定相应的防治措施。
地面沉降控制总结汇报
地面沉降控制总结汇报地面沉降是指地表之上的土壤或岩石层由于某种原因而发生下沉的现象。
地面沉降对城市建设和基础设施的稳定性和安全性造成了严重威胁。
因此,控制地面沉降非常重要。
本文将总结地面沉降控制的方法和技术,并对其效果进行评估。
首先,合理的土地利用规划是控制地面沉降的基础。
城市规划部门和相关部门应在规划阶段考虑土地承载能力等因素,合理划定建设区域和不建设区域,从根本上避免地面沉降的发生。
其次,科学的土地开发和地基处理技术是有效控制地面沉降的关键。
在土地开发过程中,可以采用灌浆处理、加固地基和加固路基等技术手段,提高土地的承载能力,减少地面沉降的风险。
此外,合理的水资源管理也是控制地面沉降的重要措施。
过度抽取地下水会导致地下水位下降,导致土壤的压缩和沉降。
因此,城市管理部门应该加强对地下水资源的管理和监测,合理控制地下水的开采量,从而减缓地面沉降的速度。
另外,监测和预警系统的建立也是控制地面沉降的重要手段。
通过安装监测设备,可以实时监测地面沉降的情况,及时采取措施进行干预。
预警系统可以提前预防地面沉降所造成的灾害,保护公共安全。
最后,加强宣传和教育也是控制地面沉降的重要环节。
通过宣传教育,可以提高公众对地面沉降的认识和了解,增强他们的环保意识,减少对土地资源的不合理开发和利用,从而降低地面沉降的风险。
综上所述,控制地面沉降需要多种手段的综合应用和协调配合。
合理的土地利用规划、科学的土地开发和地基处理技术、合理的水资源管理、监测和预警系统的建立以及宣传教育都是有效控制地面沉降的重要措施。
通过这些措施的应用,可以减少地面沉降带来的危害,保障城市的稳定和健康发展。
地面沉降问题及其监测方法小结汇总
地面沉降问题及其监测方法小结汇总地面沉降,这个看似陌生的词汇,却在不知不觉中对我们的生活产生着重要影响。
简单来说,地面沉降就是指地面在垂直方向上发生的下沉现象。
它可能由多种因素引起,比如过度开采地下水、大规模的城市建设、地质构造等。
地面沉降不仅会破坏建筑物和基础设施,还可能导致地下管道破裂、洪涝灾害加剧等一系列严重问题。
接下来,让我们深入了解一下地面沉降问题,并探讨一些有效的监测方法。
一、地面沉降的原因1、地下水过度开采这是导致地面沉降的最主要原因之一。
当大量抽取地下水时,地下含水层中的水被抽出,含水层的孔隙压力降低,土层受到的有效应力增加,从而导致土层压缩和地面下沉。
在一些干旱和半干旱地区,为了满足农业灌溉和城市用水需求,地下水被过度开采,地面沉降问题尤为突出。
2、城市建设大规模的城市建设活动,如高层建筑的兴建、地铁的修建等,会增加地面的荷载。
当这种荷载超过了地层的承载能力时,就会引起地面沉降。
此外,施工过程中的降水、地基处理等操作也可能对地层造成影响,导致地面下沉。
3、地质构造某些地区本身就处于地质构造活动活跃的区域,地层不稳定,容易发生沉降。
例如,在一些地震多发区,地壳运动可能导致地面的缓慢下沉。
4、矿产资源开采煤炭、石油、天然气等矿产资源的开采,会导致地下形成采空区。
如果采空区没有得到及时有效的填充和支撑,就会引发地面沉降。
二、地面沉降的危害1、对建筑物和基础设施的破坏地面沉降会使建筑物的地基不均匀下沉,导致建筑物倾斜、开裂甚至倒塌。
道路、桥梁等基础设施也会受到影响,出现路面起伏不平、桥梁变形等问题,严重影响交通的安全和畅通。
2、地下管道破裂随着地面的下沉,地下管道会受到拉伸和扭曲,容易发生破裂。
这不仅会影响供水、排水、供气等系统的正常运行,还可能引发环境污染和安全事故。
3、洪涝灾害加剧地面沉降会降低地面的高程,使一些地区更容易积水。
在暴雨等极端天气条件下,洪涝灾害的风险大大增加,给人民的生命财产安全带来威胁。
地面沉降问题及其监测方法小结
目录一、我国地面沉降现状及形成原因 (1)1.1、我国地面沉降现状 (1)1.2、地面沉降的类型 (2)1.3、沉降灾害的成因 (2)二、传统地面沉降检测手段 (3)2.1、水准测量 (3)2.2、三角高程测量 (4)2.3、GPS测量 (4)三、InSAR地面沉降监测 (4)3.1、DInSAR变形监测基本原理 (6)3.2、DInSAR数据处理流程 (8)3.3、DInSAR测量缺陷 (9)3.4、InSAR变形监测新技术 (10)四、InSAR监测技术与传统方法的比较 (10)一、我国地面沉降现状及形成原因1.1、我国地面沉降现状一直以来,地质灾害给人类的经济生活带来了巨大损失,究其原因,绝大部分都是由于地球表面的形变引起的。
其中不仅有地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等自然灾害,还有由于工程开挖、地下水抽取、堆载、爆破、弃土等引发的人为地质灾害。
这些不可逆的地表形变已经成为影响区域经济和社会可持续发展的重要因素。
目前,中国在19个省份中超过50个城市发生了不同程度的地面沉降,累计沉降量超过200毫米的总面积超过7.9万平方公里。
中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示:华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势;长江区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里,占区域总面积的1/3。
其中,上海市、江苏省的苏锡常三市开始出现地裂缝等地质灾害。
其中中国长江三角洲、珠江三角洲及黄河三角洲都受到严重的地面沉陷的影响。
仅上海地区,自1921年发生地面沉降以来,沉降总面积已超过1000平方公里,造成的经济损失高达2800亿元。
我国最早发现地面沉降的是上海市,1922~1938年地面平均下沉26mm,至1965年沉降中心地面沉降最大值达2.63m,最大沉降速度每年达110mm;北京市区东部600km2,地面出现沉降,最大沉降累计达550 mm;天津市1959年开始出现地面沉降,1980年范围扩大到7300 km2,沉降量100mm以上的范围已达900 km2,沉降大于lm的范围达135 km2,最大累计沉降量为2.5米;西安市地面沉降发现于1959年,到1988年最大累计沉降量已达1.34米,年平均沉降量30-70mm的沉降中心有5处多,沉降量100mm的范围达200 km2;太原市沉降量大于200mm的面积有254 km2,大于1000毫米的沉降区面积达7.1 km2,最大累计沉降量达1380mm。
近期地面沉降情况汇报
近期地面沉降情况汇报
最近一段时间,我们对地面沉降情况进行了全面的调查和分析,并就此向大家做出如下汇报。
首先,根据我们的调查发现,近期地面沉降情况呈现出逐渐加
剧的趋势。
在城市建设和基础设施建设的快速发展下,地面沉降问
题日益凸显。
尤其是在一些地质条件较差的地区,地面沉降的情况
更加严重。
其次,我们发现地面沉降对城市的影响十分严重。
首先,地面
沉降会导致建筑物的倾斜和损坏,给人们的生命财产安全带来严重
的威胁。
其次,地面沉降还会影响城市的排水系统,导致城市内涝
的问题日益严重。
此外,地面沉降还会对地下管线和地铁等基础设
施造成损坏,给城市的正常运行带来不利影响。
针对地面沉降问题,我们提出了以下解决方案。
首先,我们需
要加强地质勘探工作,对地下地质情况进行深入调查,以便更好地
预测地面沉降的趋势和规律。
其次,我们需要加强对地面沉降的监
测和预警工作,及时发现地面沉降的迹象,并采取相应的措施加以
应对。
此外,我们还需要加强对城市基础设施的维护和管理,及时
修补和加固受到地面沉降影响的建筑物和管线,以确保城市的正常
运行。
综上所述,地面沉降是一个十分严重的问题,需要我们高度重
视并采取有效措施加以解决。
我们将继续密切关注地面沉降的情况,不断完善我们的工作,努力保障城市的安全和稳定。
希望各位也能
共同关注并支持我们的工作,共同为城市的发展和安全做出贡献。
地面沉降自然因素和社会因素以及沉降监测解决方案
地面沉降自然因素和社会因素以及沉降监测解决方案地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。
地面沉降具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。
地面沉降发生的原因主要有两个方面, 即自然因素和社会因素。
一、地面沉降发生的自然因素自然因素是地面沉降发生的先决条件, 是内因,主要包括地层岩性、构造运动、全球气候转暖等。
地层岩性对地面沉降的影响存在压实压密型地面沉降的岩层。
存在塌陷型沉降的地层。
存在有机土变质型沉降的地层。
存在引发软化型沉降。
1、构造运动对地面沉降的影响一百万年以来的新构造运动是一种强大的自然力量。
升降运动是新构造运动中的一种构造运动形式, 地层的垂向升降, 直接引起局部地面下沉。
强烈地震是新构造运动的一种突发事件, 在短期内可以引起变幅较大的区域性地面垂直变形, 也可使软土地基震陷和古河道新近沉积土液化, 导致区域性地面沉降。
强烈地震, 尤其是海底火山爆发, 可引起海平面上升, 导致地面相对下降。
2、气候变化对地面沉降的影响全球性气候转暖是一种强大的自然力量。
目前地球正处于间冰期, 全球气温呈上升趋势。
人类燃烧大量的石化燃料而形成的“温室效应”加剧了气温的上升。
这种全球性气温升高, 一是导致冰川融化, 引起海平面上升;二是导致冻土层液化。
二者均能导致地面下降。
二、地面沉降发生的社会因素地面沉降现象与人类活动密切相关。
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。
尤其是近几十年来,人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地热、地下水等地下资源,使贮存这些固体、液体和气体的沉积层的孔隙压力发生趋势性的降低,有效应力增大,从而导致地层的压密。
直接导致了今天全球范围内的地面沉降。
人为的地面沉降广泛见于一些大量开采地下水的大城市和石油或天然气开采区。
地面沉降的原因和处理方法
地面沉降的原因和处理方法随着城市的不断发展和人口的增加,地面沉降问题越来越引人注目。
地面沉降指的是地面表面在一定时间范围内不断下降的现象,其原因多种多样,包括地质条件、人类活动、气候变化等。
本文将探讨地面沉降的原因和处理方法,帮助人们更好地理解和解决这一问题。
地面沉降的原因多种多样。
首先,地质条件是地面沉降的重要原因之一。
例如,地下水开采使得地下水位下降,导致地表下沉;地壳运动和构造变形也会引发地面沉降。
其次,人类活动也对地面沉降产生了较大影响。
大规模建筑、挖掘、填埋等工程活动会改变地下水流动状况和土壤结构,引发地面沉降。
第三,气候变化也是地面沉降的因素之一。
气候的干湿变化会导致土壤的收缩与膨胀,进而导致地面沉降。
面对地面沉降问题,我们需要采取一系列的处理方法。
首先,我们应该加强地表监测与预警体系的建设,及早发现地面沉降的迹象。
通过监测地表沉降速率和范围,我们可以更准确地评估地质风险,及时采取措施,减少潜在的损失。
其次,我们应该加强地下水管理与保护。
合理利用地下水资源,避免过度开采导致地下水位下降,从而减少地面沉降现象的发生。
同时,限制工业和农业排放含有有机物质的废水,减少土壤有机质的分解,以保持土壤的稳定性。
此外,我们还应加强建筑工程的管理与规划。
在规划新的建筑项目时,应充分考虑地质条件和地下水位状况,合理选择建筑材料和施工方式,以减少地面沉降产生的影响。
同时,在城市更新和维修项目中,也要注意保持地表和地下的平衡,避免局部地面沉降引起的问题。
此外,加强土地治理和保护,保持土壤的稳定性和适宜的湿度,也是减少地面沉降的重要措施。
综上所述,地面沉降是一个复杂的问题,其原因涉及地质条件、人类活动和气候变化等多方面因素。
然而,通过加强地表监测与预警、地下水管理与保护以及建筑工程管理与规划,我们能够有效减少地面沉降的发生,保护我们的环境和生活质量。
地面沉降问题的解决需要各方共同努力,采取综合性的措施,确保我们的城市可持续发展。
我国地面沉降及控制方法探讨
我国地面沉降现状及控制方法探讨摘要:地面沉降又称为地面下沉或地陷。
它是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。
其主要原因是人类为了生产生活大量抽取地下水,开采地下流体等,发展缓慢,但一旦发生便很难恢复,会造成极大地经济损失。
本文主要介绍我姑我国地面沉降现状及现在的监测方法,提出控制手段。
关键词:地面沉降,影响,对策引言地面沉降是一种可由多种因素引起的地面标高缓慢降低的环境地质现象。
是我国平原地区的主要地质灾害,在人口密集的城市,地面沉降最为严重。
从国土资源部获悉,目前,中国一半省份存在地面沉降,五十多个城市地面沉降比较严重。
地面沉降具有成长缓漫、持续时问长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种缓变型地质灾害,会造成地面高程损失、建筑物的下沉及破坏等危害。
由于地面沉降造成的地质灾害对我国经济造成了很大的损失。
[1]地面沉降现状及危害2.1现状我国的地面沉降主要出现在上海、天津、江苏、河北等17个省市的东、中部地区,沉降总面积超过7×104 km2,最大累计沉降量已达3m,主要分布于长江三角洲、华北平原、松嫩平原和下辽河平原、汾渭河谷平原和一些山区盆地。
其中,华北平原和长江三角洲是两个集中连片发展的地区,地面沉降十分严重。
由于不均匀地面沉降,华北平原、长江三角洲、汾渭河谷平原以及某些内陆盆地的一些地区出现地裂缝,约450处,一千多条,所经之处建筑物遭到不同程度的破坏,造成巨大损失。
我国地面沉降的特征有:(1)地面沉降分布范围广;(2)地面沉降涉及的深度较大;(3)地面沉降发展的阶段性不均匀性。
[2]中国出现的地面沉降的城市较多。
按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式:(1)现代冲积平原模式,如中国的几大平原。
(2)三角洲平原模式,尤其是在现代冲积三角洲平原地区,如长江三角洲就属于这种类型。
常州、无锡、苏州、嘉兴、肖山的地面沉降均发生在这种地质环境中。
如何进行城市地基沉降的监测与分析
如何进行城市地基沉降的监测与分析城市地基是一个城市发展的基础,而地基沉降是城市建设中常见的问题,对城市的稳定性和发展造成很大影响。
因此,进行地基沉降的监测与分析显得十分重要。
本文将讨论如何进行城市地基沉降的监测与分析,以提供一些有益的参考和建议。
首先,城市地基沉降的监测是确保城市安全稳定的前提。
地基沉降会导致建筑物、道路和桥梁等基础设施出现损坏,对城市的运行和居民的安全构成威胁。
因此,要及时发现地基沉降的迹象,及时采取相应的措施,就必须进行有效的监测。
其次,城市地基沉降的监测方法多种多样,可以分为直接测量和间接测量两大类。
直接测量是通过地面测量仪器进行的,如水准仪、全站仪和GNSS等设备。
这些设备可以测量地面变形和高程等参数,从而反映地基的沉降情况。
间接测量是利用其他手段进行的,例如在建筑物或道路上安装位移传感器,通过测量位移的变化来间接判断地基的沉降情况。
然而,仅仅进行地基沉降的监测是不够的,还需要对监测数据进行深入的分析。
首先,需要对沉降数据进行处理和清洗,排除异常数据的影响,以获取准确的数据。
其次,需要将监测数据与地质地理数据相结合,比较不同地区、不同土质环境下的地基沉降情况,找出规律和特点。
最后,还需要进行数学模型的建立和拟合,以预测未来的地基沉降趋势和幅度。
在进行地基沉降分析时,还需要考虑其他因素的影响。
例如,城市发展带来的地下水抽取会导致地基沉降。
因此,需要对地下水位、地表径流和降雨量等因素进行监测和分析,以了解它们对地基沉降的影响程度。
此外,地震和地质构造的影响也应该考虑在内,以及人为因素如盖楼、填海等也会对地基沉降造成一定的影响。
除了监测与分析,预防和治理地基沉降也是非常重要的。
在城市规划和建设过程中,应考虑地质地形条件,选择合适的建设地点和方式。
同时,注重合理利用地下水资源,避免地下水的过度抽取。
对于已出现地基沉降的地区,应采取适当的措施,如加固地基、填充松软土壤等,以保证城市的稳定性。
土方回填项目实践中常见问题及解决方法剖析
土方回填项目实践中常见问题及解决方法剖析土方回填项目是指在工程施工过程中,将挖掘出的土方回填到坑洞或填方体内,以平整地面或增加地基承载能力。
这一项目在土木工程中普遍应用,然而在实践中常常会出现一些问题,本文将对土方回填项目中常见问题及解决方法进行剖析。
一、地面沉降问题在土方回填项目中,地面沉降是一种常见的问题。
这可能是由于土方回填不均匀或土方湿度过高导致的。
当地面沉降发生时,可能会对工程结构造成损害,影响项目的后续进展。
解决方法:1. 恰当的土方回填计划:在进行土方回填之前,应进行充分的土方分析,确定回填的均匀性和湿度要求。
制定恰当的回填计划,确保土方回填的均匀性和质量。
2. 湿度控制:监测土方的湿度并加以控制,避免过高湿度导致的沉降问题。
根据具体情况,可以采取覆盖的措施,或进行排水处理,以降低土方的湿度水平。
3. 补充土方回填:一旦发现地面沉降问题,及时进行补充土方回填,以恢复地面平整度。
在进行补充土方回填时,确保土方与原有土方的相容性,避免新填土与原有土方之间的界面问题。
二、土方侧滑问题除了地面沉降外,土方回填项目中还常见土方侧滑的问题。
土方侧滑可能会导致工程结构的不稳定性,增加施工风险。
解决方法:1. 土方侧滑分析:在进行土方回填之前,应进行土方侧滑的分析。
通过采用专业软件进行土方侧滑分析,确定土方侧滑的潜在风险区域和原因,以制定相应的预防措施。
2. 土方加固措施:在遇到土方侧滑的风险区域,应采取土方加固措施,提高土方的稳定性。
例如,可以采用区域加固的方法,在侧滑风险较大的地方设置加固措施,比如钢筋混凝土搁置板等。
3. 监测与预警:在土方回填施工过程中,应加强对土方侧滑的监测与预警。
通过安装监测设备,实时监测土方的侧滑情况,并及时采取应对措施,避免侧滑风险对工程造成损害。
三、排水问题土方回填项目中,排水问题也是常见的挑战之一。
不良的排水条件可能会导致土方回填面出现积水情况,进而影响工程的稳定性。
基坑开挖中的地面沉降与沉降控制
基坑开挖中的地面沉降与沉降控制地下基坑的开挖工程在城市建设中扮演着重要的角色。
然而,基坑开挖过程中可能会引发地面沉降问题,给周边建筑物和地下管道带来潜在风险。
因此,对于地面沉降及其控制方法的研究与应用具有重要的意义。
本文将探讨基坑开挖中的地面沉降原因及其控制。
一. 地面沉降原因分析基坑开挖导致地面沉降主要有以下几个原因:1. 地层自重调整:基坑开挖后,受到自重调整影响,地层会发生变形和沉降。
2. 周围土体的变形和位移:基坑开挖可能改变周围土体的应力分布,导致土体发生变形和位移,进而引发地面沉降。
3. 地下水位变化:基坑开挖可能会改变地下水位,导致地下水流动,进而引发土体的沉降。
4. 地下管线的影响:基坑开挖可能会对地下管线施加一定的载荷,使得管线所在区域发生变形和沉降。
二. 地面沉降控制方法为了降低基坑开挖对地面沉降的影响,可以采取以下一些控制方法:1. 水平支护结构:在基坑周围设置水平支护结构,如钢支撑、混凝土墙等,以减少土体的位移和变形,从而降低地面沉降风险。
2. 地下水位控制:通过合理的排水系统,控制基坑周边地下水位的变化,降低地下水对土体的影响,减少地面沉降的可能性。
3. 基坑开挖方式选择:选择合适的基坑开挖方式,如逐段开挖、锚杆挖孔法等,以减小开挖对周围土体的扰动,降低地面沉降的风险。
4. 监测与预警:建立地面沉降监测系统,及时监测基坑开挖过程中的地面沉降情况,并通过预警系统向相关人员发送警报,采取措施防止事故发生。
三. 地面沉降控制案例分析下面以某城市一基坑开挖工程为例,进行地面沉降控制的案例分析。
该基坑开挖前,经过详细的工程勘察和设计,采取了以下措施:1. 水平支护结构:在基坑周围设置了强固的钢支撑结构,以减少土体的位移和变形。
2. 地下水位控制:通过合理的排水系统,及时降低基坑周边地下水位,减少水与土体的相互作用,降低地面沉降风险。
3. 基坑开挖方式选择:选用逐段开挖的方式,减小开挖对周围土体的扰动,降低地面沉降的可能性。
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目录一、我国地面沉降现状及形成原因 (1)1.1、我国地面沉降现状 (1)1.2、地面沉降的类型 (2)1.3、沉降灾害的成因 (2)二、传统地面沉降检测手段 (3)2.1、水准测量 (3)2.2、三角高程测量 (4)2.3、GPS测量 (4)三、InSAR地面沉降监测 (4)3.1、DInSAR变形监测基本原理 (6)3.2、DInSAR数据处理流程 (8)3.3、DInSAR测量缺陷 (9)3.4、InSAR变形监测新技术 (10)四、InSAR监测技术与传统方法的比较 (10)一、我国地面沉降现状及形成原因1.1、我国地面沉降现状一直以来,地质灾害给人类的经济生活带来了巨大损失,究其原因,绝大部分都是由于地球表面的形变引起的。
其中不仅有地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等自然灾害,还有由于工程开挖、地下水抽取、堆载、爆破、弃土等引发的人为地质灾害。
这些不可逆的地表形变已经成为影响区域经济和社会可持续发展的重要因素。
目前,中国在19个省份中超过50个城市发生了不同程度的地面沉降,累计沉降量超过200毫米的总面积超过7.9万平方公里。
中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示:华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势;长江区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里,占区域总面积的1/3。
其中,上海市、江苏省的苏锡常三市开始出现地裂缝等地质灾害。
其中中国长江三角洲、珠江三角洲及黄河三角洲都受到严重的地面沉陷的影响。
仅上海地区,自1921年发生地面沉降以来,沉降总面积已超过1000平方公里,造成的经济损失高达2800亿元。
我国最早发现地面沉降的是上海市,1922~1938年地面平均下沉26mm,至1965年沉降中心地面沉降最大值达2.63m,最大沉降速度每年达110mm;北京市区东部600km2,地面出现沉降,最大沉降累计达550 mm;天津市1959年开始出现地面沉降,1980年范围扩大到7300 km2,沉降量100mm以上的范围已达900 km2,沉降大于lm的范围达135 km2,最大累计沉降量为2.5米;西安市地面沉降发现于1959年,到1988年最大累计沉降量已达1.34米,年平均沉降量30-70mm的沉降中心有5处多,沉降量100mm的范围达200 km2;太原市沉降量大于200mm的面积有254 km2,大于1000毫米的沉降区面积达7.1 km2,最大累计沉降量达1380mm。
此外,宁波、常州、苏州市、无锡市、嘉兴市、杭州市、台北、沧州、唐山等地区也发现地面沉降,新开发的城市海口市也已出现地面沉降。
我国地面沉降的地域分布具有明显的地带性,主要位于厚层松散堆积物分布地区。
图2 上海市地面沉降变化图1、大型河流三角洲及沿海平原区主要是长江、黄河、海河及辽河下游平原和河口三角洲地区。
这些地区的第四纪沉积层厚度大,固结程度差,颗粒细,层次多,压缩比强;地下含水层多,补给径流条件差,开采时间长、强度大;城镇密集、人口多,工农业生产发达。
这些地区的地面沉降首先从城市地下水开采中心开始形成沉降漏斗,进而向外围扩展,形成以城镇为中心的大面积沉降区。
2、小型河流三角洲区主要分布在东南沿海地区第四纪沉积厚度不大以海陆交互相的粘土和砂层为主,压缩性相对较小。
地下水开采主要集中于局部的富水地段。
地面沉降范围一般比较小,主要集中于地下水降落漏斗中心附近。
3、山前冲洪积扇及倾斜平原区主要分布在燕山和大行山山前倾斜平原区,以北京、保定、邯郸、郑州及安阳等大、中城市最为严重。
该区第四纪沉积层以冲积、洪积形成的砂层为主;区内城市人口众多、城镇密集工农业生产集中;地下水开采强度大,地下水位下降幅度大。
地面沉降主要发生在地下水集中开采区,沉降范围由开采范围决定。
4、山间盆地和河流谷地区主要集中在陕西省的渭河盆地及山西省的汾河谷地以及一些小型山间盆地内,如西安、咸阳、太原、运城、临汾等城市。
第四纪沉积物沿河流两侧呈条锯状分布,以冲积砂上、粘性土为主厚度变化;地下水补给、径流条件好;构造运动表现为强烈的持续断陷或下陷。
地面沉降范围主要发生在地下水降落漏斗区。
因此,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》在―公共安全‖重点领域设置了―重大自然灾害监测与防御‖优先主题,重点研究开发地震、台风、暴雨、洪水、地质灾害等监测、预警和应急处置关键技术;《国家―十二五‖科学和技术发展规划》的―推进重点领域核心关键技术突破‖中,也把―加强地震、滑坡、泥石流等重大自然灾害立体监测技术‖列为民生科技示范重点工程。
1.2、地面沉降的类型地面沉降分构造沉降、抽水沉降和采空沉降三种类型。
构造沉降,由地壳沉降运动引起的地面下沉现象;抽水沉降,由于过量抽汲地下水(或油、气)引起水位(或油、气压)下降,在欠固结或半固结土层分布区,土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象;采空沉降,因地下大面积采空引起顶板岩(土)体下沉而造成的地面碟状洼地现象。
中国出现的地面沉降的城市较多。
按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式:1、现代冲积平原模式,如中国的几大平原。
2、三角洲平原模式,尤其是在现代冲积三角洲平原地区,如长江三角洲就属于这种类型。
常州、无锡、苏州、嘉兴、肖山的地面沉降均发生在这种地质环境中。
3、断陷盆地模式,它又可分为近海式和内陆式两类。
近海式指滨海平原,如宁波;而内陆式则为湖冲积平原,如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。
图2 西安市地面沉降与地裂缝分布1.3、沉降灾害的成因1、诱发因素1)自然因素:①新构造运动以及地震、火山活动引起的地面沉降;②海平面上升导致地面的相对下降(沿海);③土层的天然固结(次固结土在自重压密下的固结作用)。
自然因素所形成的地面沉降范围大,速率小。
自然因素主要是构造升降运动以及地震、火山活动等。
一般情况下,把自然因素引起的地面沉降归属于地壳形变或构造运动的范畴,作为一种自然动力现象加以研究。
2)、人为因素:①抽汲地下气、液体引起的地面沉降。
抽取地下水而引起的地面沉降,是地面沉降现象中发育最普通、危害性最严重的一类;②大面积地面堆载引起的地面沉降;③大范围密集建筑群天然地基或桩基持力层大面积整体性沉降——工程性地面沉降。
人为因素引起的地面沉降一般范围较小,但速率和幅度比较大。
人为因素主要是开采地下水和油气资源以及局部性增加荷载。
将人为因素引起的地面沉降归属于地质灾害现象进行研究和防治。
2、成因机制:由于地面沉降的影响巨大,因此早就引起了各国政府和研究人员的密切注意。
早期研究者曾提出一些不同的观点,如新构造运动说、地层收缩说和自然压缩说、地面动静荷载说、区域性海平面上升说等。
大量的研究证明,过量开采地下水是地面沉降的外部原因,中等、高压缩性粘土层和承压含水层的存在则是地面沉降的内因。
因而多数人认为沉降是由于过量开采地下水、石油和天然气、卤水以及高大建筑物的超量荷载等引起的。
在孔隙水承压含水层中,抽取地下水所引起的承压水位的降低,必然要使含水层本身及其上、下相对隔水层中的孔隙水压力随之而减小。
根据有效应力原理可知,土中由覆盖层荷载引起的总应力是孔隙中的水和土颗粒骨架共同承担的。
由水承担的部分称为孔隙水压力(pw),它不能引起土层的压密,故称为中性压力;而由土颗粒骨架承担的部分能够直接造成上层的压密,故称为有效应力(ps);二者之和等于总应力。
假定抽水过程中土层内部应力不变,那么孔隙水压力的减小必然导致土中有效应力等量增大,结果就会引起孔隙体积减小,从而使土层压缩。
由于透水性能的显著差异,上述孔隙水压力减小、有效应力增大的过程,在砂层和粘土层中是截然不同的。
在砂层中,随着承压水头降低和多余水分的排出,有效应力迅速增至与承压水位降低后相平衡的程度,所以砂粒压密是“瞬时”完成的。
在粘性土层中,压密过程进行得十分缓慢,往往需要几个月、几年甚至几十年的时间;因而直到应力转变过程最终完成之前,粘土层中始终存在有超孔隙水压力(或称剩余孔隙水压力)。
它是衡量该土层在现存应力条件下最终固结压密程度的重要指标。
相对而言,在较低应力下砂层的压缩性小且主要是弹性、可逆的,而粘土层的压缩性则大得多且主要是非弹性的水久变形。
因此,在较低的有效应力增长条件下,粘性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,砂层的澎胀回弹则具有决定意义。
此外,土层的压缩量还与丘层的预固结应力(即先期固结应力)、土层的应力—应变性状有关。
由于抽取地下水量不等而表现出来的地下水位变化类型和特点也对土层压缩产生一定的影响。
二、传统地面沉降检测手段2.1、水准测量精密水准测量作为传统的地面沉降监测方法,具有前期投入小、施工过程简单,精度能够满足工程设。
一般认为水准测量受经费和人力的限制,一般布点少,路线稀疏,监测周期长,时空分辨率都很低,已经难以满足现代防灾减灾对地表形变进行快速和大范围监测的需求。
水准网布设时需要遵循以下规范:1.一、二等水准网不得选取新埋设的水准点或者临时转站点作为结点,而是应该选取深标、基岩标等稳定的点作为结点。
2.一、二等水准点应按照统一规范进行布设,一等水准路线在布设时要沿着道路,水准路线要闭合成环且构成网状,二等水准网要布设在一等环内。
3.如果水准点是用在工程建设活动密集区或者地下水开采区,则要在水准网的基础上按照远离监测区方向逐渐稀疏的原则适当进行加密。
4.如果是轨道交通、天然气、防汛墙等线性工程的地面沉降监测点,则要根据其走向来布设,布设间距为0.5km,重点监测区域可以按照0.2-0.3km的间距适当加密,如果所监测区域地质条件变化较大,则要沿着垂直于线性工程的走向布置少量监测点。
5.如果水准点是用于局部区域高程控制,则布设间距应为0.5km,可根据工程所处环境情况进行适当调整。
图3 上海地面沉降一等水准网示意图2.2、三角高程测量三角高程测量是一种间接测高法, 是通过观测两点间的水平距离和天顶距(或高度角)测定两点间高差的一种方法。
该观测方法简单, 受地形条件限制小, 施测速度快, 是高程测量的基本方法。
该法在测定天顶距时, 由于受大气折光的影响, 天顶距的测量精度将受到很大的影响, 从而使高程测量的精度也受到很大的影响。
大气折光的影响复杂多变,目前还很难用数学模型进行精确的模拟和改正, 因此, 三角高程测量的精度在很多场合受到限制, 同时也影响了其应用的范围。
2.3、GPS测量GPS具有全天候、自动化观测的优点, 而且, 其测量精度高, 成果稳定可靠, 在控制测量、施工测量、变形监测等领域中取得了很好的成果, 并具有广阔的应用前景。
但GPS由于设备比较昂贵, 一般难以进行大规模的布网监测。