第八章地面沉降问题的工程地质分析
工程地质分析原理总结
⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体：通常指地质体中与⼯程建设有关的那⼀部分岩⽯，它处于⼀定的应⼒状态，被各种结构⾯所分割。
结构⾯：指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。
结构体：结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体，称为结构体2、结构⾯的主要类型（按照成因、规模分类）及特征（如何描述结构⾯）按成因：原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模：A类（贯通）、B类（显现）、C（隐微）3、岩体的分类：岩体结构分类（哪5类？）；岩体的⼯程分类（考虑三⽅⾯因素？）按结构特征分类：块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素：⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点？剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。
⼆、地壳岩体的天然应⼒状态（10分）1、岩体应⼒：天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。
σv=γh（µ为岩体的泊松⽐，N。
称为岩体的侧压⼒系数。
）构造应⼒：指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。
⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。
变异及残余应⼒变异应⼒：指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。
残余应⼒：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型（1）σx=σy=σv=rh 注：越往地壳的深部，存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。
（2）垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主，主要存在于地表（3）⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响，最⼤主应⼒近于⽔平。
3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤（1）地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响：岩体的岩性及结构特征：决定着岩体的容重和泊松⽐，从⽽影响⾃重应⼒场的特征；统⼀区域构造应⼒作⽤下，岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性；决定着岩体的强度及蠕变特性，因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。
工程地质分析原理考试复习题
工程地质分析原理考试复习题绪论工程地质学: 工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。
地质学的一个分支。
工程地质学的研究目的在于查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质现象的措施，为保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用，提供可靠的地质科学依据。
工程地质条件：包括岩石和土的性质、地质构造、地貌、水文地质条件、自然地质现象和天然建筑材料等方面。
工程地质问题：工程地质问题是指与人类工程活动有关的地质问题。
它影响建筑物修建的技术可能性、经济合理性和安全可靠性。
如建筑物所处地质环境的区域构造稳定问题、地基岩体稳定问题、地下硐室围岩稳定问题和边坡岩体稳定问题、水库渗漏问题、淤积问题、浸没问题、边岸再造及坝下游冲刷问题，以及与上述问题相联系的建筑场地的规划、设计和施工条件等方面的问题。
工程地质工作的基本任务在于对人类工程活动可能遇到或引起的各种工程地质问题作出预测和确切评价，从地质方面保证工程建设的技术可行性、经济合理性和安全可靠性。
工程地质学基本任务：研究人类工程活动和地质环境之间的相互制约，以便合理开发和有效保护地质环境，防治可能发生的地质灾害。
人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有：地基问题、边坡问题、洞室问题、渗透问题。
第一章⒈岩体：通常指地质体中与工程建设有关的那部分岩石，它处于一定的应力状态，被各种结构面所分割。
三个要点：工程影响范围内；被各种界面切割；处于一定的应力状态。
⒉结构面：指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定的厚度）的地质界面（或带），例如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。
⒊岩体结构：岩体内结构面和结构体的排列组合形式。
岩体经受各种地质作用，形成具有不同特性的地质界面，称为结构面；结构面将岩体分割成形态不一、大小不等的岩块，称为结构体。
地面沉降
• 世界上地面沉降问题的发现，约始于20世纪初。 有关上海地面沉降的报导最早见于1921年，到 1965年在市区已形成了一个碟形洼地，其中心 处的最大沉降量达2.63米。 • 然而，无论是媒体的统计，还是民间的地陷地 图都难以真正对未来可能的地陷以及生命的消 逝起到足够的预防作用。这些统计和地图只是 一种民间的记忆，表达一种事后的或怀念，或 愤怒的复杂情感。铭记灾难，讲述灾难是为了 明天活得更好，更安全，然而应对莫名其妙的 地陷，有心的民间人士亦感乏力，除了记录， 他们对于明天的地陷也没有更好的办法。
地面沉降所造成的破坏和影响是多方面的，主要为区域性地面标高的 损失而引起环境恶化给工农业生产、交通运输、城市建设和人民生活 造成危害和严重的经济损失，其具体环境灾害表现如下： 在滨江或滨海区域易受河水或海水的侵袭，引起潮水、江水倒灌， 给城市、农田造成严重经济损失。地面沉降也使内陆平原城市或地区 遭受洪水灾害的频率增大、危害程度加重，尤其那些新构造盆地如江 汉盆地、洞庭湖盆地、汾渭盆地及辽河盆地等。 对城市公共设施、交通运输、港口码头及水利设施的损害。例如 城市中下水管道变形排水能力下降，河道桥下净空减小通航能力降低， 既有河、海堤坝或防洪墙防洪、潮的能力降低，道路设施破坏，港口 码头失效货物装卸能力下降等。 地面沉降的不均匀往往使地面和地下建筑遭受巨大的破坏，危及 稳定、安全。如建筑物墙壁开裂、高楼脱空并使桩基产生负摩阻力， 深井井管上升、井台破坏，桥墩不均匀下沉、自来水管弯裂漏水等。
采地下水而逐渐加剧。1972—1983年，最大累计沉降量777毫米， 年平均沉降量30—70毫米的沉降中心有5处。1983年后，西安市 地面沉降趋于稳定发展，部分地区还有减缓的趋势。到1988年 最大累计沉降量已达1.34米，沉降量100毫米的范围达200平方 公里。
地面沉降地质灾害的特征、成因机制和防治措施
知识点22：地面沉降地质灾害的特征、成因机制和防治措施[P1]同学们，今天，我们的微课题目为地面沉降地质灾害的分布特征、成因机制和防治措施。
[P2]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（或工程地质现象）。
[P3]据统计，目前世界上已有150多个国家和地区发生地面沉降，如美国、中国、日本、墨西哥、意大利、泰国、英国、俄罗斯、委内瑞拉、荷兰、越南、匈牙利、德国、印度尼西亚、新西兰、比利时、南非等。
[P4]下面我们从三个方面进行介绍，一是我国地面沉降地质灾害的分布特点，二是地面沉降地质灾害的形成机制，三是地面沉降地质灾害的防治措施。
[P5]先讲第一个问题：我国地面沉降地质灾害的分布特点[P6]据专门勘查和区域地形变测量结果分析，目前我国发生地面沉降的城市大约有70个。
累计沉降量达2米以上的有上海、天津、台北、宜兰、嘉义等5个城市，1米～2米的有西安、太原、沧州、苏州、无锡等5个城市，0.5米～1.0米的有北京、保定、嘉兴、常州、衡水、阜阳等6个城市，小于0.5米或沉降量不详的有54个城市[P7]从区域分布看，地面沉降活动主要发生在我国东部地区――尤其以沿海城市和华北平原等地区最严重。
在该区域内，发生地面沉降的城市或地区有的孤立存在，有的则密集成群或断续相连，形成大面积的地面沉降（带）。
主要有下列6个区（带）。
1、下辽河平原的沈阳－营口沉降区。
2、北部黄淮海平原的天津－沧州－衡水－德州－滨州－东营－潍坊沉降区。
属我国沉降范围最广，沉降幅度最大的地区。
地面沉降与区域地下水位在空间和时间上同步发展。
中心区主要在渤海湾西岸的天津市区及外围的宁河、安次、南堡、塘沽、静海、大港、黄骅、沧州一带；其次是冀中平原的衡水、冀县、枣强及外围地区；再次是鲁北平原的德州－滨州－东营－滩坊地区。
3、南部黄淮海平原的徐州－滨州－东营－潍坊地区。
盾构法施工引起地面沉降原因分析及防治措施
盾构法施工引起地面沉降原因分析及控制方法进入21世纪，世界经济的迅猛发展使城市化建设得到了大幅度的提速。
目前，人口不断地向城市聚集，使城市人口和建筑的密集度快速上升，造成能被利用的地面空间越来越少，因此，当今城市现代化建设的重要课题之一便是开发地下空间，为人类创造价值。
但各种用途的管线被布置在地下，这便产生了在地下工程施工背景下的一种最佳方法——盾构法。
盾构法施工虽然优点颇多，但是也存在诸多问题。
本文就盾构法施工过程中引起的地面沉降问题展开讨论，分析产生的原因及寻找控制方法。
一，地面沉降产生原因1、地层隆沉的发展过程盾构推进引起的地面沉降包括五个阶段：最初的沉降、开挖面前方的沉降、盾构机经过时沉降、盾尾空隙的沉降以及最终固结沉降，如图l所示。
第一阶段：最初的沉降。
该压缩、固结沉降是因为地基有效上覆土层厚度增加而产生的沉降，也是盾构机向前掘进时因为地下水水位降低造成的。
指从盾构开挖面距地面沉降观测点还有一定距离(约3～12m)的时候开始，直至开挖面到达观测点这段时间内所产生的沉降。
第二阶段：开挖面前方的沉降(或隆起)。
这种地基塑性变形是由土体应力释放、开挖面的反向土压力、或机身周围的摩擦力等作用而产生的。
它是从开挖面距观测点约几米时开始至观测点处于开挖面正上方这段时间所产生的沉降(或隆起)。
第三阶段：盾构机经过时沉降。
该沉降是在土体的扰动下，从盾构机的开挖面到达测点的正下方开始到盾构机尾部通过沉降观测点该段时期产生的沉降(或隆起)。
第四阶段：盾尾空隙沉降。
该沉降产生于盾尾经过沉降观测点正下方之后。
土的密实度下降，应力释放是其土力学上的表现。
第五阶段：固结沉降，它是一种由地基扰动所产生的残余变形沉降。
经前人研究发现，第一阶段沉降占总沉降的0～4．5％，第二阶段沉降占总沉降的0～44％，第三阶段沉降占总沉降的15～20％，第四阶段沉降占总沉降的20～30％，第5阶段沉降占总沉降的5～30％。
2、地表沉降的因素影响分析该因素影响分析的平台是当前使用较为广泛的大型三维有限元分析软件ANSYS，盾构开挖面掘进引起的地表沉降的客观因素包括盾构直径、土体刚度、隧道埋深、施工状况等设计条件；而其主观因素包含施工管理、盾构机的选用形式、盾尾注浆、辅助施工方法等。
地面沉降的原因分析
地面沉降的原因分析摘要关键词1.引言地面沉降在世界各地非常普遍，在城市地区尤为显著。
随着工业化、城市化进程的加速，人类的经济与工程活动在地面沉降中的作用成为决定性的关键因素。
地面沉降已成为影响经济社会可持续发展的典型的环境地质问题和重要的城市地质灾害之一。
本文阐述了地面沉降的发展现状与原因，全面的分析地面沉降的原因，以及以上海地面沉降的原因为例，分析了制约影响因素及其在地面沉降中的作用，在此基础上，提出面对地面沉降的防治措施与建议。
2.地面沉降的原因分析2.1地面沉降发展与现状地面沉降是指自然和人为因素作用下地面高程降低的现象。
自然因素包括地壳的升降运动、地震、火山活动、气候变化海平面上升及土体自然固结等;人为因素包括开采地下流体资源(地下水、石油、天然气)、开采地下固体矿产(金属矿、煤、岩盐等)、工程施工、灌溉(尤指黄土或泥炭土壤灌溉区)以及地表的静动荷载等。
伴随着工业革命的兴起和发展，人为因素在地面沉降中的作用日益凸显，特别是大规模持续地开发利用地下水和石油等资源，导致区域性的地面沉降迅速发展，成为地面沉降的主要影响因素。
19世纪末期，地面沉降现象已开始显露，而在20世纪初中期急速发展，并在世界各地逐步蔓延。
地面沉降已成为城市化进程中普遍存在的环境地质问题，由此导致的环境影响和社会危害日渐突出且日趋严重，成为制约社会经济可持续发展的重要地质灾害之一。
自从意大利威尼斯城最早发现地面沉降以来, 世界上已有200多个城市或地区发生了不同程度的地面沉降现象。
我国最早于1921年在上海地区发现地面沉降以来, 天津、西安、太原、苏州以及内蒙等地相继出现了地面沉降现象。
2.2地面沉降的原因2.2.1地下水资源的开采地下水资源由五个组成部分，水资源各组份的性质及其对地面沉降的影响所有的地面沉降，都是从地层中抽汲流体的结果。
因此，进一步探讨水资源各组份对地面沉降的影响。
第一部分，即因压力水头下降，水体积膨胀而增加的水量。
地面沉降的工程地质研究
01
02
如果抽水前土层不同深度处的固结程度都与土中现有的天然有效应力此相适应，那么这种土层就称为正常固结的土层，此时该土层内的天然孔隙水压力线(即静水压力线)与预固结应力线相重合。这里所谓的预固结应力线，是指在不同深度上，从总应力线向左方截取该深度土的预固结应力值所得各点的连续。倘若当前土层内不同深度处的固结程度不与现有的天然有效应力此相适应，
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;
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。
天津市地面沉降
西安市地面沉降
加州
圣克拉拉流域
600
21
3.90
1915－1967
圣华金流域
9000
46.0
8.55
1935－1968
洛斯贝诺斯 －开脱尔曼市
2330
40
4.88
－1955
邱拉里华兹科
＞30
3.96
1926－1954
长滩市威明顿油田
32
71
9
1926－1968
开采石油
内华达州
拉斯维加斯
500
1
1935－1963
抽 取 地 下 水
北京供水三分之二来自地下水。近年来，由于地下水的超量开采，北京平原地面沉降呈快速增加趋势。到目前为止，在东郊八里庄—大郊亭、东北郊来广营、昌平沙河—八仙庄、大兴榆垡—礼贤、顺义平各庄等地已经形成了五个较大的沉降区，沉降中心累计沉降量分别达到722毫米、565毫米、688毫米、661毫米、250毫米。最严重的地方，地表还在以每年20至30毫米的速度下沉。由于地面沉降，北京城市基础设施受到一定程度的损害。在部分沉降区发现工厂、居民区楼房墙壁开裂、地基下沉、地下管道工程损坏等50余处险情，一些建筑物的抗震能力和使用寿命也受到影响。
《地面沉降》课件
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
治理方法
注浆加固
通过注浆技术向地层注入浆 液，增强地层强度，提高地 层的承载能力，防止地面沉 降进一步发展。
回填土方
对于已经发生沉降的区域， 通过回填土方、夯实等方法 ，增加地表的承载能力，防 止沉降继续扩大。
排水固结
通过排水系统降低地下水位 ，使土层固结压密，提高土 层的承载能力，减缓地面沉 降。
定性，可能导致地面沉降。
地质结构
土壤和岩石的分布、厚度、层理等 地质结构因素，影响土壤的应力分 布和传递，可能导致地面沉降。
地下水位
地下水位的高低直接影响土壤的含 水量和承载能力，进而影响土壤的 稳定性，可能导致地面沉降。
2023
PART 03
地面沉降的监测与评估
REPORTING
监测方法
水准测量法
2023
《地面沉降》PPT课 件
REPORTING
2023
目录
• 地面沉降概述 • 地面沉降的原因 • 地面沉降的监测与评估 • 地面沉降的防治措施 • 地面沉降的案例分析
2023
PART 01
地面沉降概述
REPORTING
定义与特征
定义
地面沉降是指地表在自然或人为 因素作用下，发生地面高程下降 的现象。
评估指标
沉降速率
衡量地面沉降变化快慢的指标，通常 以每年沉降多少毫米或厘米来表示。
累计沉降量
地面沉降发生以来累计沉降的大小， 是衡量地面沉降程度的重要指标。
沉降范围
地面沉降发生的区域范围，通常以面 积或长度、宽度表示。
地面稳定性评估
根据监测数据评估地面的稳定性，判 断是否可能发生进一步沉降或对地面 设施的安全性产生影响。
工程地面沉降维修方案
工程地面沉降维修方案一、背景与问题描述随着城市化的进程，各种工程建设活动在城市中频繁进行。
然而，由于土地利用的不合理和地下水开采等因素的影响，城市地面沉降问题日益严重。
地面沉降不仅会对建筑物、道路、管线等基础设施造成巨大的影响，还会给城市的整体发展带来不利影响。
因此，如何有效地修复工程地面沉降问题，成为当前需要解决的重要课题。
二、沉降的原因分析1. 土地利用不合理：城市中存在大量的地下室、地下通道、地下管线等地下设施，而这些地下设施占用了大量的地下空间，导致地下土壤受到了极大的压力，从而出现了沉降现象。
2. 地下水开采：城市地下水资源的开采对地下土壤的压力分布产生了重要影响，从而影响了地面的稳定性。
3. 地基施工方式不当：在城市建设过程中，存在一些地基施工方式不当的现象，使得地面承受了较大的荷载，从而导致地面沉降现象。
4. 地质因素：城市地下土质较松软、多为黏土，容易受到地下水的影响，这也是城市地面沉降现象的重要原因之一。
5. 自然灾害：地震等自然灾害也可能导致地面沉降。
三、沉降维修方案1. 调查与监测：在确定地下沉降问题的具体原因后，需要对地下结构和地下水等进行详细的调查与监测，以确保对沉降问题有全面的了解。
2. 地下水治理：通过对地下水资源的合理开发和利用，减少地下水的开采，从而减缓地面的沉降速度。
3. 土地利用优化：对城市土地资源进行合理开发和利用，减少地下设施占用的地下空间，降低地下土壤的压力，减缓地面沉降速度。
4. 地基施工优化：对城市建设中的地基施工方式进行优化，采用先进的地基处理技术，增强地基的承载能力，避免地基承受过大的荷载。
5. 基础设施维修：针对受到地面沉降影响的基础设施，进行系统的维修工作，确保其正常使用。
四、维修方案的实施1. 制定具体的工作方案：在确定了维修方案后，需要制定详细的工程方案，明确工程的施工内容、施工步骤、施工时限等，以确保维修工作的顺利进行。
2. 召集专业团队：由于地下沉降问题的复杂性，需要召集专业的工程团队进行维修工作，以确保工程质量和施工进度。
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。
城市采水导致的地面沉降分析及防治措施
城市采水导致的地面沉降分析及防治措施摘要：目前，经济发展对地下水的需求量的不断加大，但同时地下水开采导致地面沉降的问题也日益突出。
针对我国城市地区地面沉降的现状，本文主要探讨我国城市地区地面沉降的成因机制和影响因素以及防治措施。
关键词：城市，地下水，地面沉降，成因机制，影响因素，防治措施Abstract：At present, the economic development of groundwater demand increasing, but at the same time the groundwater exploitation in the problem of ground subsidence has become more obvious. In view of China's urban areas of land subsidence present situation, this paper mainly discusses the urban area in our country land subsidence the cause of formation mechanism and the influence factors and prevention and control measures.Key words: the city, groundwater, ground subsidence, formation mechanism, influencing factors, prevention and control measures近年来，随着城市建设的飞速发展，地面沉降对城市建设的影响日益显著。
它分布广，最集中于城市范围内，其变化过程一般不易被人察觉，但危害性相当大。
它造成铁路中断、建筑物开裂、市政设施破坏、海水入侵等，其严重后果已引起了人们的高度重视。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对
地铁盾构施工中地面沉降是一种常见的地质灾害，其原因主要有以下几个方面：
1. 地质条件不均匀：地层的不均匀性是导致地面沉降的主要原因之一。
不同地层的
厚度、稳定性和承载能力不同，施工过程中可能遇到砂土、黏土、岩石等地层，其稳定性
不同，导致地面沉降不均匀。
2. 盾构施工技术：盾构施工过程中，盾构机挤压地下土层，使土体发生松弛和塑性
变形，导致地下水的渗透和地面下沉。
3. 地下水位变化：盾构施工过程中，为保持工作面的稳定，常常需要降低地下水位。
当地下水位下降过快或过深时，将会导致地下水与土层的剩余水压力失衡，导致地面沉
降。
对于地面沉降问题，我们可以采取以下措施：
1. 合理的盾构施工方案：在施工前，进行详细的地质勘探和工程评价，根据地质条
件合理设计盾构施工方案，选择合适的施工参数和施工工艺，避免对地下土层产生过大的
挤压力。
2. 监测和预警系统：建立地面沉降监测系统，监测地面沉降的速度和范围，及时预
警并采取措施进行调整。
3. 加固措施：对地面沉降较大的区域，可以采取加固措施，如注浆、钢板桩等方式，增加土体的稳定性。
4. 处理地下水位问题：合理管理地下水位，确保地下水位变化的幅度和速度适中，
避免过度降低地下水位导致地面沉降。
地面沉降是地铁盾构施工中常见的问题，需要对其进行全面的风险评估和有效的应对
措施。
只有合理的施工方案和科学的管理措施，才能有效降低地面沉降对工程和周边环境
的影响。
2005-工程地质分析原理- 张倬元
工程地质分析原理作者：张倬元屠湧泉著出版社：地质出版社出版日期：2005-01目录：绪论第一篇区域稳定及岩体稳定分析的几个基本问题第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析1.1基本概念及研究意义1.2岩体结构特征及主要类型1.3岩体原生结构特征的岩相分析1.4岩体构造结构特征的地质力学分析1.5岩体结构特征的统计分析第二章地壳岩体的天然应力状态2.1基本概念及研究意义2.2影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用2.3我国地应力场的空间分布及随时间变化的一般规律2.4地壳表层岩体应力状态的复杂性2.5岩体应力及区域地应力场的研究第三章岩体的变形与破坏3.1基本概念及研究意义3.2岩体在加荷过程中的变形与破坏3.3岩体在卸荷过程中的变形与破坏3.4岩体在动荷载条件下的变形与破坏3.5岩体变形破坏过程中的时间效应3.6空隙水压力在岩体变形破坏中的作用3.7岩体变形破坏的地质力学模式第二篇与区域稳定性有关的工程地质问题第四章活断层的工程地质研究4.l基本概念及研究意义4.2活断层的特性4.3活断层活动的时空不均匀性4.4活断层区规划设计建筑物的原则4.5活断层的调查监测与研究第五章地震的工程地质研究5.l基本概念及研究意义5.2地震及地震波的基础知识5.3我国地震地质的基本特征5.4地震区划及地震危险性分析5.5场地地震反应及地震小区划5.6地震区抗震设计原则第六章水库诱发地震活动的工程地质分析6.1基本概念及研究意义6.2水库诱发地震活动性变化的几种典型情况6.3水库诱发地震的共同特点6.4水库诱发地震的诱发机制6.5产生水库诱发地震的地质条件6.6水库诱发地震工程地质研究的基本原则第七章地震导致的区域性砂土液化7.1基本概念及研究意义7.2地震时砂土液化机制7.3区域性砂土地震液化的形成条件7.4砂土地震液化的判别7.5砂土地震液化的防护措施}第八章地面沉降问题的工程地质分析8.1基本概念及研究意义8.2地面沉降的形成机制8.3地面沉降的产生条件8.4地面沉降的研究、预测及防治第三篇与岩(土)体稳定性有关的士程地质问题第九章斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析9.1基本概念及研究意义9.2斜坡岩体应力分布特征9.3斜坡的变形与破坏9.4斜坡变形破坏机制与演化9.5斜坡破坏后的运动学9.6斜坡变形破坏与内外营力的关系9.7斜坡稳定性评价与预测9.8 防治斜坡变形破坏的原则及主要措施第十章地下洞室围岩稳定性的工程地质分析10.1基本概念及研究意义10.2地下开挖后围岩应力的重分布10.3地下洞室围岩的变形破坏及山岩压力问题10.4地下洞室围岩稳定性的分析与评价10.5地下洞室围岩变形量测的方法及应用……第十一章地基岩体稳定性的工程地质分析第四篇与地下水渗流有关的工程地质问题第十二章岩溶及岩溶渗漏的工程地质分析第十三章渗透变形的工程地质分析第五篇与侵蚀淤积有关的工程地质问题第十四章河流侵蚀、淤积规律的工程地质分析第十五章海（湖）边岸磨蚀与堆积的工程的工程地质分析主要参考文献目录。
土木工程知识点-地面沉降的原因是什么？
土木工程知识点-地面沉降的原因是什么？
地面沉降的原因有两种，一种是地质原因，另一种是人为原因造成的。
一、地面沉降的地质原因
从地质因素看,自然界发生的地面沉降大致有下列三种原因: (1)地表松散地层或半松散地层等在重力作用下,在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时,地面会因地层厚度的变小而发生沉降。
(2)因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降。
(3)地震导致地面沉降。
二、地面沉降的人为原因
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。
地面沉降主要由抽水作用形成,但又与软土层的厚度、地壳下沉,以及高层建筑等因素密切相关。
造成我国地面沉降的成因,主要是地下水的长期超量开采,同时,第四纪以来的的活动断裂和构造沉降,加剧了这一灾害的发生和危害。
有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路，并且能用建筑技术加以成功地控制．而我的观点不同，我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长．我认为着才是真正建筑风格的唯一目标．如果阻碍朝这一方向发展，建筑就会枯萎和死亡．要使建筑结构适合于环境，要
注意到气候，地位和四周的自然风光，在结合目的来考虑的一切因素中，创造出一个自由的统一的整体，这就是建筑的普遍课题，建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。
工程地质学（精品）
工程地质学：工程地质学是地质学的分支学科。
它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学，属应用地质学范畴。
工程地质条件（Engineering geological condition）：指与工程建设有关的地质因素的综合。
它是自然地质历史发展演化过程中形成的，是客观存在。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面，它是一个综合概念。
工程地质问题（Engineering geological problem）：指工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。
工程地质环境：是人类生活与活动的客观物理环境，是一个综合的概念，多成分的系统。
工程地质环境是人类从事活动的地质环境。
包括工程建设的的适宜性和敏感性两方面。
同时表现为工程建设地质环境系统的协调稳定性。
工程地质学的主要任务：基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价1、我国地质环境的基本特征？中国大陆自西向东的地势可分为四大阶梯下降。
第一级阶梯是青藏高原；第二级阶梯是青藏高原的北缘与东缘到大兴安岭、太行山、巫山、雪峰山之间；第三级阶梯是更东的低山丘陵和大平原；第四级阶梯从鸭缘江口至广西壮族自治区的北仑河口，是一条婉蜒曲折的海岸带。
这四个阶梯具有不同的地质环境特征，它们对工程活动的制约也各有不同的持点。
第一阶梯，主要有两种地貌单元制约着人类的工程活动，即青藏高原的高原环境和其周边地区的深切峡谷地貌。
第二阶梯由多个大型盆地和高原组成。
由于自北而南，白西而东气候带由寒变暖，由干变湿，外动力地质作用的营力、水文地质条件和自然地质作用都随之而改变，所以这一广阔地带又可分为多个各具特点的地质环境。
第三阶梯和第四阶梯，由于东北、华北、华南现代构造活动性及地表沉积层厚又各有不同，故可将之划分为华南，华北，东北三个不同的地质环境区。
2、内动力地质作用是指由地球内能的积累与释放所产生的一系列动力作用，如构造运动、地震、岩浆活动和变质作用等，其中构造运动是一种最为普遍的内动力地质作用，对工程活动的影响最大。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对地铁盾构施工是现代都市化进程中不可缺少的公共交通建设，它的优点在于不占用地面空间，且运力大、速度快。
然而，施工过程中的地面沉降问题也备受关注。
有时，地铁盾构施工会导致地面沉降问题，这会给周边环境和居住的居民带来一定的影响。
因此，科学合理地分析地面沉降的原因并采取有效的应对策略是至关重要的。
首先，分析地面沉降原因：1.施工机械振动造成地质体变形：施工过程中，盾构机会振动并前进，而这种振动会使周围的土体遭受变形，导致地质体松散或者土层剪切变形。
2.地下水涌入引起土壤流变：在盾构施工过程中，地下水会通过地质隧道顶板的缝隙、岩石裂缝和土层孔隙进入隧道内部，导致隧道外侧土层流失，进而降低地面承载力。
3.永久变形引起地面沉降：盾构施工后，地下车站、设备区等路面上铺设了大面积的混凝土结构，这些结构与自然地基相互作用造成了土体永久变形，在均布载荷的作用下，控制不住会引起地面沉降。
针对上述原因，提出应对策略：1.压缩施工阶段进行振动控制：施工机械振动是造成地面沉降的主要原因之一。
因此，施工前需要设计合理的振动控制方案，结合盾构机的性能选择合理施工参数，控制机器进度，避免过大的振动能量。
2.设置水位监测点，保证施工过程中水文动态监测数据：在盾构施工过程中，需要通过测量确定地下水变化情况，面对地下水涌入引起土壤流变等情况，应设置水位监测点，及时采取措施，以保证施工顺利进行。
3.进行土体加固：针对隧道周围土体松散或土层剪切变形现象，可以采用土体加固方法来加强土壤固结度，避免地面沉降问题。
4.优化车站设计：为了避免永久变形引起地面沉降，可以通过优化车站设计和结构材料选择等措施，减少地面沉降问题的发生。
综上所述，对于地铁盾构施工工程中地面沉降问题，在施工前应经过充分的沟通和论证，制定合理的施工方案，并针对不同的地面沉降原因采取适当的防范措施。
这样可以减少地面沉降造成的影响，确保地铁盾构施工工程的安全和有效进行。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对地铁盾构施工中地面沉降是指地铁盾构施工过程中, 地面表层发生下沉的现象。
地面沉降是盾构法施工中常见的地质灾害之一, 可能会给周围建筑、地下管线等带来不良影响。
下面对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行分析，并提出相应的应对措施。
一、原因分析：1. 地质条件不良：地铁盾构施工区域的地质条件可能存在坚硬的岩石层、淤泥等地质问题，导致施工过程中土层变形和下沉。
2. 盾构机施工不当：盾构机施工过程中如果操作不当、施工质量控制不严格，容易引起地面沉降。
3. 周边建筑密集：盾构施工周围有大量建筑物，由于施工振动和沉降，容易对周围建筑造成影响。
4. 施工区域地下管线较多：地下管线在盾构施工过程中容易因为挤压和移位而导致地面沉降。
5. 施工区域地下水位高：地下水位高会增加地面沉降的风险, 地下水的泥化和渗透性等因素会导致地面下沉。
二、应对措施：1. 选择合适的盾构机：根据施工区域的地质条件选择合适的盾构机，确保其具备应对地质条件不良的能力。
2. 施工前进行勘察：在施工前进行充分的地质勘察和地下管线勘察，了解地质、地下管线等情况，制定相应的施工方案。
3. 施工过程中加强监测：通过监测地面沉降、地下水位等参数的变化，及时发现问题，调整施工方案，减小地面沉降的影响。
4. 施工中控制振动和沉降：采取合理的施工技术和措施，如减小盾构机的振动力，控制压力和速度等，减少地面沉降的程度。
5. 施工中加强安全监管：严格按照相关工程质量标准和施工规范进行施工，确保施工质量，避免施工不当导致的地面沉降问题。
地铁盾构施工中地面沉降是一个复杂的问题，需要综合考虑地质条件、施工工艺等多个因素。
只有通过合理的地质勘察、选择合适的盾构机、加强施工过程监测和控制等多种措施，才能有效地减小地面沉降带来的不良影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、条带开采岩层与地表移动机理与规律
为研究条带开采引起的岩层与地表移动规律，采用 现场实测、理论分析等多种方法对此进行研究。通过条 带开采的实测资料，认为条带开采地表移动和变形规律 与全采相似。但是普遍认为，条带开采的岩层与地表移 动机理截然不同于长壁式全采。
1．煤柱的压缩与压入说
煤柱的压缩与压入说是基于连续介质力学法而提出的， 认为条带开采上覆岩层与地表的沉陷是由煤柱的压缩、 煤柱压入底板和煤柱压入顶板三部分组成。
绿色开采技术体系
煤炭采出
岩层移动
排放矸石
关 键
地下水流失 及突水事故
瓦斯卸压流动、 瓦斯事故、
排放瓦斯污染环境
地表塌陷、 土地与建筑物
损坏
占用土地污 染环境
层
理 论
保护水资源
煤与煤层气 共采
条带开采、 少出矸石与 煤炭 充填开采 煤巷支护 地下 (土地复垦) (矸石利用) 气化
绿色开采技术体系
二、条带开采的类型
§ 8.2 条带开采基本理论与方法
一、条带开采设计的原则 （1）地表允许变形原则：即条带采出后，地表能够形
成单一均匀的下沉盆地，而不出波浪式下沉。地表产生 的变形值要小于保护地面建筑物允许的变形值。 （2）煤柱稳定性原则：即保证留设条带煤柱有足够的 强度支撑覆岩的载荷，并且能够保持长期稳定。 （3）回采率原则：即在满足地表允许变形原则和煤柱 稳定性原则前提下，回采率应尽量大，采出条带尽量宽。
煤柱的压缩量按单向弹性压缩处理，其作用的应力为 煤柱平均应力。
煤柱压入顶底量假定煤柱的平均应力作用与半无限
2．岩梁假说
岩梁假说是根据一些矿井的地质条件，在条带开采区 域上覆岩层中存在一层或几层厚度较大、强度较高的岩 层（即关键层）。
在条带开采时该岩层为起控制作用的岩梁，或者如同 一个受煤柱和冒落拱局部支撑而弯曲下沉的弹性地基梁， 然后按线弹性理论给出了应力和位移的计算公式。
（4）水体下采煤以及受岩溶承压水威胁的煤层开采；
（5）地面排水困难；
（6）煤层埋藏深度在400～500m以内，单一煤层，厚度比 较稳定，顶底板岩层和煤层较硬，断层少；
四、条带开采地表沉陷规律 （1）地表下沉系数（q）很小。 一般情况，q =0.03～0.15。 （2）水平移动系数（b）较小。 一般情况，b=0.2～0.3。 （3）主要影响角正切（tanβ）较小。 一般情况， tanβ =1.2～2.0。 （4）地表移动期较短。
五、条带开采的应用
我国是一个产煤大国，每年有近十几亿吨煤炭从地下采 出，开采所引起的地表沉陷及其环境灾害问题日益突出。 而这些矿区的地表多属建（构）筑物、水体、铁路、农田、 公路、桥涵等设施的分布区。例如，我国村庄下压煤量超 过亿吨的省份就有9个，见表8-1。
全国“三下”压煤量达140亿吨，仅全国建筑物下压煤量 就达87.6亿吨，占“三下”压煤总量的63.5％，居“三下” 压煤量之首。
条带开采与一般长壁式采煤法相比，有采出率低、掘进率 高、采煤工作面搬家次数多等缺点。但它的突出优点是开采 后引起的围岩移动量小、地表沉陷小。条带开采法适合于 以下条件的采煤：
（1）地面为密集建筑群、结构复杂建筑物或纪念性建筑物 下采煤；
（2）难以搬迁或无处搬迁的村庄压煤；
（3）铁路桥梁、隧道、或铁路干线下采煤；
精品课程教学组
§8 条带开采技术
§8.1 概 述 §8.2 条带开采基本理论与方法 §8.3 条带开采实例
§ 8.1 概 述
一、条带开采的基本概念 条带开采是一种部分开采方法，它是将要开采的煤层区
域划分为比较正规的条带形状，采一条、留一条，使留 下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，而地表只产生 较小的移动和变形。 与全部跨落法开采不同，条带开采的资源回收率偏低， 一般仅在保护地表建（构）筑物、水体及铁路的情况下 才应用，是煤矿绿色开采技术（Green Mining Technology）体系中的重要技术措施之一。
建筑物下压煤开采已成为矿区面临的主要问题。建筑物下 采煤问题的关键是控制地表沉陷，控制地表沉陷的方法主 要有充填开采、条带开采、离层注浆等。
由于充填开采成本高等原因，目前在我国应用较少。离层 注浆是近年来发展起Байду номын сангаас的新方法，尚处于试验研究阶段， 在国内应用也不广泛。
条带开采由于能有效地控制上覆岩层和地表沉陷，保护 地表建筑物和生态环境，在我国煤矿被广泛采用。
我国条带开采多采用冒落法管理顶板，采深一般小于 400m，开采厚度在6m以下，采出率一般在40%－78.6%之 间。
除少数由于重复采动、煤体强度低、采出率偏大等特殊 原因影响，使下沉系数偏大之外，我国条带开采地表下 沉系数一般小于0.2。
另外，我国已对包括急倾斜煤层在内的各种倾角的煤 层、大采深煤层进行了条带开采试验研究。
（3）伪斜条带开采即条带长轴方向与煤层走向斜交，多 用于倾角大于35º的煤层。
近水平煤层条件下，既可以沿走向划分条带，也可以沿 倾向划分条带，条带工作面既可以沿走向推进，也可以 沿倾斜推进，在这种条件下条带划分主要考虑如何有利 于生产和利用原有生产系统以及减少工作面的搬家次数， 以提高生产效率。
三、优缺点及适用条件
目前已成为我国村庄下、城镇建筑物下及不宜搬迁建筑 物下等压煤开采的有效途径。
因此，利用条带开采解放“三下”压煤，充分合理利用 深部煤炭资源，提高深部资源采出率、减轻采动损害、 保护地表建（构）筑物及矿区生态环境具有重要意义。
条带开采在“三下“压煤开采中具有广阔的推广应用前 景。
我国在条带开采生产实践方面，先后在全国10多个省、 100多个条带工作面进行了条带开采，取得了丰富研究 成果和实际观测资料。国内外条带开采的部分实例，见 表8-2，表8-3。
根据条带开采的布置方式，条带开采可分为走向条带开采、 倾斜条带开采和伪斜条带开采三种。
（1）走向条带开采的条带长轴方向沿煤层走向布置，多 用于水平或缓倾斜煤层，当煤层倾角较大时，走向条带煤 柱稳定性差，但它的优点是工作面搬家次数少，工作面推 进长度大；
（2）倾斜条带开采的条带长轴方向沿煤层倾斜方向布置， 多用于倾斜煤层，煤柱的稳定性较好，其适应性强，应用 较广泛，它的缺点是工作面搬家次数频繁；