水作用的工程地质问题分析资料课件.ppt

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1、第五章水作用的工程地质问题分析本章重点：泥石流的产生条件与形成机制，泥石流的防治措施；潜蚀的机理和危害，流沙的机理和危害；潜蚀流沙的防治措施，岩溶地基的稳定性问题岩溶的防治措施第一节开发地下水引起地面沉降1国内外因抽取地下水引起的地面沉降的实例关于地面沉降的实例，可追溯至1925年的文献记载，那是美国德克萨斯州的鹅河油田，1917年开始采油，1918年发生地面沉降。不久，大致与采油井分布范围相当地区被水淹没．在这以后，才发现因开发地下水而引起的地面沉降．2地面沉降的危害，原因及防治措施地面沉降对社会、经济的发展、人民生活的提高具有很大的威胁，甚至造成巨大的损失。这种

2、危害大致有以下几个方面：(1)沿海城市、港湾因地面沉降而遭到海水的侵袭。(2)桥墩下沉、桥梁净空减小，影响水上交通运输．如上海苏州河，原来每天有约2000条船通过，吞吐量达120万吨，现因桥下净空减小，大船不能通航，中小船只的通航时间也大为减少。(3)地面过大沉降而产生了较大的水平位移。(4)地面沉降常使取水井管上升，而使水井丧失取水功能。也常使地下管道由于改变坡度而产生破裂。地面沉降的原因地面沉降可以由于地壳内部的原因而引起，也可由于人为原因引起，前者起因于深部基岩的运动；后者则仅是接近地表的地层在人为影响下发生变化，反映为地面沉降。现象上虽然一样，原因却有本质的

3、区别．所以，国内学者目前已提出了很多观点；如新构造运动说，高耸建筑群体压力说，海平面上升说及地面动荷载说等。通过国内外学者长期研究，包括地形测量、地下水位观测、钻探和土工试验以及液体抽取量、土层压缩量、沉降量的统计计算等，基本证实了地面沉降主要是由于过量开采地下液体致使地下水位大幅度下降而造成的。地面沉降的防治措施（1）另外寻求供水水源，减少或停止抽用地下水，以控制地下水位过快下降，如西安的“引黑如安”工程（2）在外援水源未开始供水之前，只准抽吸深层地下水。（3）向含水层中注入压缩空气，以恢复自由水的压力。（4）人工补给地下水，以抬高地下水位等。第二节开发地下水引起

4、地裂缝1西安地裂缝的现状和活动特征70年代后期以来，在西安地区的地面沉降发生发展范围内，地裂缝活动日趋强烈，对城市建设和人民生命财产的安全造成严重的危害。地裂缝活动通过之处，地表和地下建筑物均遭到不同程度的破坏，如西北大学的“半边楼“，长安立交桥。目前，地裂缝的危害仍在继续发展，已成为古城西安一大环境地质灾害.地裂缝分布特征地裂缝的活动特征定向性形变量的动态变化：本区近似等间距性地裂缝为南倾南降的正断成带性层蠕滑活动，形变方式有地裂缝带的活动程度与水平张裂，垂直位移，水平地面沉降强度的相关性扭动地裂缝与梁洼地貌的共生性地裂缝活动的不均匀性2地裂缝活动的主要原因活动性

5、地裂缝与地面沉降活动加剧是同步的。地裂缝也显示了70年代以来活动加剧，且地裂缝活动较强地段，都分布在地面沉降的强沉降区内，如南郊，东南郊。两者弱活动分布区也相—致。再者地裂缝垂直位移量为8．8--33．8mm／a，年平均21．6mm，大于活动断裂量的数倍，甚至1--2个数量级。因此，活动断裂活动速率在地裂缝强或较强活动地段的垂直活动速率中占的比例平均为10．2％，地面沉降块体差异沉降量在其中占的比例为89.9‰。由上述可看出，地裂缝和较强活动地段现今加剧的垂直位移量，主要受地面沉降控制，而构造因素的影响只居很次的位置。因此，可以通过控制承压水的合理均衡开采，控制地面

6、沉降量，以达到地裂缝活动的目的3地裂缝的防治对策避让法部分拆除法适当加固法第三节开发地下水引起咸水入侵含水层1概述天然状态下，含水层中的淡水与咸水层以外的咸水保持某种平衡．例如当含水层由陆地延伸到海中，由于水自陆地向海洋，含水层保持较高的水头，故能阻止海水侵入。另一种情况，含水层下部存在咸水，上部为淡水，在天然状况下保持平衡而互不相侵。但在开发利用地下水时，由于开采的淡水部分水位下降，破坏了原有平衡，导致含水层中原来保存淡水的部位被咸水入侵，而不易于继续供水。2格本~赫尔兹伯格的研究成果简介ρs咸水的比重ρf淡水的比重淡水的比重是1，海水的比重是1.025则3胡伯特

7、的研究成果简介4防治措施引用地表水回补地下水引用地表水“掺淡抽咸”建造“压力脊，压力槽”第四节泥石流1泥石流的分布特征与种类泥石流是一种含有大量泥砂，是块等固体物质成分的洪流，它历时短暂，严重破坏。泥石流的种类：（1）按泥石流的结构和运动，堆积特征分类粘性泥石流稀性泥石流（2）按物质组成分类泥流泥石流水石流（3）按水源分类暴雨型泥流冰雪融水型泥流溃决型泥石流2泥石流产生的条件与形成机制泥石流的形成条件固体物质地形条件水源泥石流的形成机制重力型机制：由于滑坡，崩塌，泻溜或冰川运动而形成的残积物，坡积物，洪积物和冰渍物堆积于山坡和沟谷内，当这些物质的含水量达到饱和状