地面塌陷与地面沉降区别

岩溶塌陷是在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。土洞是岩溶的一种特殊形态，不良地质现象，由于发育速度快、分布密，对工程的影响有时甚至大于岩洞。

岩溶塌陷虽有突发性，但其前身的土洞，是在某些因素作用下，多数是长期发育而形成的。因而，对土洞的调查、勘探、治理和预报是岩溶塌陷区重要的岩土工程工作之一。覆盖型岩溶地区的岩溶塌陷是由覆盖层中的土洞发展而发生的，其演化过程如见图5.2-1所示。自然的因素是长期地和经常地通过影响地下水的水质、水量、水力来溶蚀可溶岩、潜蚀土层而孕育、发展土洞的；人为的因素则通过这些作用加速土洞的发展，加强塌陷的规模，加剧塌陷的危害。

岩溶塌陷的基本条件有以下三方面：

(1) 基岩的岩溶发育程度

岩溶塌陷处下伏基岩的岩溶发育程度是强烈的，而岩溶发育程度弱的地段则塌陷少见。岩溶塌陷主要是与浅部岩溶发育程度密切相关。

浅部岩溶是指基岩表面的溶芽和溶沟槽部分，和低基岩面以下约10m范围内的洞穴或溶隙发育段。可用钻探、物探等方法测量。基岩面的起伏程度，可用单位面积的溶沟槽数量、基岩面埋深的均方差来表征。

图5.2-1 岩溶塌陷框图

(2) 土层的性质

土层是土洞形成和塌陷发生的物质基础。土层的成因类型、矿物成分、岩性、颗粒成分、结构构造、物理力学性质、水理性质、状态、厚度等，影响着土洞的形成和发展的快慢，土层的厚度，还控制或影响塌陷的形态与规模。

(3) 地下水的活动特征

地下水的活动是土洞的形成、发展，以致破坏的最活跃的因素。特别是水位在基岩上下波动的幅度和频度，对崩解和搬运土粒和流土。的速度有重要作用。地下水的活动还改变土的含水量、塑性状态或因湿胀干缩而出现裂隙等。

地裂缝的分类及其特征

类别性质和特征典型实例

地震构造地裂缝

简称地震地裂缝，是强烈地震时深部震源断裂在地表的破裂形迹，其性质和分布特征受震源断裂的控制，其产状与发震断裂基本一致，有明显的瞬时水平位移和垂直位移；一般以张性或张扭性为主，也有压性和压扭性的；裂缝呈雁行多组排列，断续延伸；在剖面上裂口上大下小，至地表下一定深度处尖灭；其断距是上大下小，它与随深度而积累断距的地震断层有区别，是震源波动场的产物。对城镇和工程建筑有极大的破坏作用，破坏作用随深度减轻，破坏范围沿地裂缝带呈狭长的条带状分布

唐山地震产生了8km长的地震地裂缝，海城地震产生了220km长的地震地裂缝

构造地裂缝

是活动断裂在地表或隐伏在地表下一定深度处的活动形迹，它的活动性质和分布特征受深部活动断裂的控制，具有明显的方位走向，在地表呈断续延伸；有大小不等的水平位移(水平张裂和水平扭动)和垂直位移，在时序上时大时小，有强烈活动的粘滑时期，也有平静的蠕动滑移时期，其性质有张性的也有扭性的，在剖面上与活动断裂是贯通的，其断距上小下大，随深度逐渐增大；是断裂活动的直接产物。对城镇和工程建筑，农田水利有一定破坏作用，强烈活动期有严重的破坏作用，破坏范围主要沿地裂缝带呈狭长的条带状分布。它与地震地裂缝在成因上有一定差别

山西运城鸣条岗地裂缝长达12km，陕西的渭南、韩城、城阳等地裂缝均长达数公里

环境地裂缝或称城市环境地裂缝。

成因为综合性的或复活型的，具有构造地裂缝的所有特征，但受后期因人类活动引起的城市环境工程地质的条件变化的严重影响，强化了它的活动性，加深了对城市和建筑的破坏作用。，而这种破坏作用是继承已有的构造地裂缝进行的。城市环境地裂缝的成因是受构造断裂控制的，其他环境工程地质条件变化因素的诱发和激化的叠加作用的综合结果。它的分布规律与产状特征严格受隐伏活动断裂的控制，其活动量(活动总量和活动速率)受断裂活动的构造因素的影响，又受城

市环境地质条件改变因素的影响，而且随着城市环境工程地质条件的不断恶化，在活动速率与形变的总量中，环境因素对城市破坏中逐渐起到了主要作用(城市环境工程地质条件的改变主要是城市由于过量开采地下水，地下水位持续大幅度下降造成的区域性地面沉降)

西安市、大同市和邯郸市是中国城市环境地裂缝的主要代表城市

重力地裂缝

由于重力作用在地表产生的破裂形迹。滑坡体周边的张裂缝、矿坑塌陷周边的环形裂缝，岸边滑移的裂缝、黄土湿陷变形造成的裂缝和地震时由于重力原因产生的一切裂缝均属此类。规模较小，几何形态各异，无方向性，一般为张性的，拉张剪切的变形缝，在它的活动期有一定的破坏作用局部分布

地面沉降的形成条件

区域性地面沉降的形成原因可分为自然因素和人为因素两大类。

(1)自然因素引起的地面沉降

①新构造运动升降引起的地面下沉

以垂直升降为主的新构造运动可使地面随基底而升降。我国天津、西安和大同等城市的地面沉降均受到新构造运动的影响。例如，天津处于新华夏构造体系华北沉降带，长期以来缓慢下沉。

②强烈地震引起的地面沉降

强烈地震是新构造运动的一种突发事件，在短期内可引起变幅较大的区域性地面垂直变形。此外，强震使软土地基震陷和古河道新近沉积土液化，也可造成局部地区的地面下沉。例如我国海城1975年2月4日的7.3级地震，震中区以西25－60 Km 的下辽河平原，数百平方公里范围内的砂土强烈液化，引起大面积地面沉降，伴有喷水冒砂，许多道路、桥梁、工业设施、民用建筑、水利工程和堤防遭受破坏。1976年7 月28日的7.8级地震引起了滦河口以西至宁河一带，数千平方公里范围内发生砂土液化，造成重大灾害，大量工业民用建筑物、道路、桥梁由于强烈沉降而被毁。其他如1966年的邢台地震、1969年的渤海地震也都引起过区域性的砂土液化型的地面沉降。国外如1964 年日本新泻地震、1964年美国阿拉斯加地震等，也都引起过区域性砂土液化型地面沉降。

③海平面上升引起地面相对下降

海平面上升导致地面的对下降。如意大利威尼斯市，据资料当地海平面上升速率为1.27mm／年，所引起的地面相对下沉约占该地区年平均沉降量的40％。另外全球气候的转暖，气温上升，必将加速冰川消融，从而使海平面上升，地面相对下沉，这是当前人们最担心的重大地质事件之一。

④土层的天然固结引起的地面沉降

欠固结土在其自重应力作用下的固结作用，和正常固结土的次固结作用，都可使土层压缩变形，进而引起地面沉降。