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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩
2、子们却在周下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味
3、道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人
4、生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅长的时间隧道，袅地面变形灾害地面变形地质灾害n n狭义的定义：地面垂直变性破坏或地面标高改变为主的地质灾害。n n分类： 地面沉降 地裂缝 岩溶地面塌陷2 29 9天天津津市市地地面面沉沉降降10101111西西安安市市地地面面沉沉降降12121313地面沉降引起的房屋裂地面沉降引起的房屋裂缝缝14141515西安地下水超采西安地下水超采西安地下水超采西安地下水超采导致大雁塔严重导致大雁塔严重导致大雁塔严重导致大雁塔严重倾斜倾斜倾斜倾斜1616 有效应力原理：
5、有效应力原理：在外荷载作用下，土在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会传递的有效应力才会使土产生变形，具有使土产生变形，具有抗剪强度。抗剪强度。地面沉降的形成机制地面沉降的形成机制1717地面沉降的形成机制地面沉降的形成机制1 1 承压水位降低所引起的应力转变及土层的压密承压水位降低所引起的应力转变及土层的压密承压水位降低所引起的应力转变及土层的压密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
6、含水层本身和其上、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。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，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。结果就会引起土层的固结。1818土层内现有的剩余孔隙水压力的大小，是衡量该土层在现存的应力条
7、件下可能最终产生的固结、压密的强烈程度的重要标志，通常可以通过实测加以查明。1919图图2 2 由承压水头降低引起的土层固结的模拟试验结果由承压水头降低引起的土层固结的模拟试验结果20202. 2. 土层的性质及其变化与地面沉降的关系土层的性质及其变化与地面沉降的关系土层的性质及其变化与地面沉降的关系土层的性质及其变化与地面沉降的关系(1). (1). 土层的固结状态与地面沉降的关系土层的固结状态与地面沉降的关系土层的固结状态与地面沉降的关系土层的固结状态与地面沉降的关系 在相同的条件下，在相同的条件下，在相同的条件下，在相同的条件下，超超超超固结土层的固结土层的固结土层的固结土层的压密量压密
8、量压密量压密量将将将将小小小小于于于于正常正常正常正常固结土层，同理固结土层，同理固结土层，同理固结土层，同理欠欠欠欠固结土层的固结土层的固结土层的固结土层的压密量压密量压密量压密量则将则将则将则将大大大大于于于于正常正常正常正常固结土层。固结土层。固结土层。固结土层。(2). (2). 砂层与粘土层的压密在地面沉降中的相对重要砂层与粘土层的压密在地面沉降中的相对重要砂层与粘土层的压密在地面沉降中的相对重要砂层与粘土层的压密在地面沉降中的相对重要性性性性 在较低的在较低的在较低的在较低的有效应力增长有效应力增长有效应力增长有效应力增长条件下，条件下，条件下，条件下，粘土层粘土层粘土层粘土层的的
9、的的压密压密压密压密在地面沉降中起主要作用，而在在地面沉降中起主要作用，而在在地面沉降中起主要作用，而在在地面沉降中起主要作用，而在水位回升水位回升水位回升水位回升过程中，过程中，过程中，过程中，砂层的膨胀砂层的膨胀砂层的膨胀砂层的膨胀回弹则有决定意义。回弹则有决定意义。回弹则有决定意义。回弹则有决定意义。 2121地面沉降的产生条件地面沉降的产生条件1 1、从地质、水文地质条件来看，存在疏松的多层含、从地质、水文地质条件来看，存在疏松的多层含水体系；其中承压含水层的水量丰富，适于长期水体系；其中承压含水层的水量丰富，适于长期开采；开采层的影响范围内，特别是它的顶、底开采；开采层的影响范围内，
10、特别是它的顶、底板，有厚层的正常固结甚或欠固结的可压缩性粘板，有厚层的正常固结甚或欠固结的可压缩性粘性土层等，对于地面沉降的产生是特别有利的。性土层等，对于地面沉降的产生是特别有利的。2 2、从土层内的应力转变条件来看，承压水位大幅度、从土层内的应力转变条件来看，承压水位大幅度波动式的趋势性降低，则是造成范围不断扩大的、波动式的趋势性降低，则是造成范围不断扩大的、累进性应力转变的必要前提。累进性应力转变的必要前提。2222 地面沉降的监测和预测地面沉降的监测和预测 1. 1. 地面沉降的工程地质研究地面沉降的工程地质研究地面沉降的工程地质研究地面沉降的工程地质研究 为了掌握地面沉降的规律和特点
11、，合理拟定为了掌握地面沉降的规律和特点，合理拟定控制地面沉降的措施，研究工作必须包括下述内控制地面沉降的措施，研究工作必须包括下述内容：容： (1) (1)地区地质结构的研究；地区地质结构的研究； (2) (2)地面水准点的定期测量，地面水准点的定期测量， (3) (3)地下水开采量统计及地下水位的长期观测；地下水开采量统计及地下水位的长期观测； (4) (4)粘性土层孔隙水压力的观测；粘性土层孔隙水压力的观测； (5) (5)土层性质的测试；土层性质的测试； (6) (6)各土层实际沉降量的监测及土性参数的反算。各土层实际沉降量的监测及土性参数的反算。 2323粘性土层孔隙水压力的观测粘性土
12、层孔隙水压力的观测粘性土层孔隙水压力的观测粘性土层孔隙水压力的观测 为研究抽、灌水作用下，土层为研究抽、灌水作用下，土层不同深度处孔隙水压力的有关数据，不同深度处孔隙水压力的有关数据，应有计划地开展现场孔隙水压力观应有计划地开展现场孔隙水压力观测工作。除常规土工试验外，还需测工作。除常规土工试验外，还需进行以下一些专门性质的试验研究进行以下一些专门性质的试验研究工作：工作： 为此，需在不同地区的粘性土层内埋为此，需在不同地区的粘性土层内埋没孔隙水压力观测孔，在夏季用水没孔隙水压力观测孔，在夏季用水期一般每期一般每5 5天观测一次，其他季节每天观测一次，其他季节每1010天一次。天一次。土层性质
13、的测试研究土层性质的测试研究土层性质的测试研究土层性质的测试研究压缩试验，高压固结试验压缩试验，高压固结试验 2424各土层实际沉降量的监测各土层实际沉降量的监测各土层实际沉降量的监测各土层实际沉降量的监测水准测量和全站仪测量（埋设基岩标和分层标）水准测量和全站仪测量（埋设基岩标和分层标）全球卫星定位系统全球卫星定位系统(GPS)(GPS)及及InSarInSar监测。监测。基岩标：在覆盖有松散地层的区域内为更准确测定地面沉降量，穿过覆盖层埋设在稳定基岩上的标杆直通地面，经过保护处理作为相对稳定的基岩水准点 2525分层标：埋设在覆盖层各不同土层中的标点。在地面沉降区域内将标杆埋设在不同土层的
14、顶、底板上并直通地面，经过稳定性保护处理，通过与其他分层标和基岩标联测，测得不同土层压缩量、膨胀量，从而测算出不同土层的变形量和总的地面沉降量。2626地面沉降的防治和治理n n一、表面治理措施一、表面治理措施n n 对已产生地面沉降的地区，耍根据其灾害规模和严重程对已产生地面沉降的地区，耍根据其灾害规模和严重程度采取地而按治及改善环境，其方法主要有：度采取地而按治及改善环境，其方法主要有：n n(1)(1)在沿海低平原地带修筑或加高挡潮堤，防洪堤，防止在沿海低平原地带修筑或加高挡潮堤，防洪堤，防止海水倒灌，淹没低洼地区海水倒灌，淹没低洼地区n n(2)(2)改造低洼地形，人工填土加高地面改造
15、低洼地形，人工填土加高地面n n(3)(3)改建城市给、排水系统和输油，气管线，憨修因沉降改建城市给、排水系统和输油，气管线，憨修因沉降而被破坏的交通线路绰线性工程，使之适应地面沉降后的而被破坏的交通线路绰线性工程，使之适应地面沉降后的情况情况n n(4)(4)修改城市建没规划，调整城市功能分区及总体布局。修改城市建没规划，调整城市功能分区及总体布局。规划中的重要建筑物要避开沉降区。规划中的重要建筑物要避开沉降区。2727n n二、根本治理措施二、根本治理措施 n n 从研究消除引起地面沉降的根本因素入手，谋从研究消除引起地面沉降的根本因素入手，谋求缓和直到控制或终止地面沉降的措施求缓和直到控
16、制或终止地面沉降的措施n n主要方法有：主要方法有： n n 1 1、人工补给地下水、人工补给地下水( (人工回灌人工回灌) )，选择适宜的地，选择适宜的地点和部位向被开采的含水层，舍油层施行人工注点和部位向被开采的含水层，舍油层施行人工注水或压水，使含水水或压水，使含水( (油、气油、气) )层中孔隙液压保持在层中孔隙液压保持在初始平衡状态上，使沉降层中因抽液所产生的有初始平衡状态上，使沉降层中因抽液所产生的有效应力增量减小到最低限度，总的有效应力效应力增量减小到最低限度，总的有效应力PcPc低低于该层的预固结应力。于该层的预固结应力。2828n n 2、限制地下水开采。调控开采层次，以地面
17、水源代替地下水源。其具体措施如下：n n以地面水源的工业自来水厂代替地下水供水源地：n n停止开采引起沉降量较大的含水层而改为利用深部可压缩性较小的含水层或基岩裂隙水：n n根据预测方案限制地下水的开采量或停止开采地下水。2929控制地下水开采和地下水人工回灌控制地下水开采和地下水人工回灌控制地下水开采和地下水人工回灌控制地下水开采和地下水人工回灌从从从从1966196619661966年起，上海开始限采地下水，向地层回灌年起，上海开始限采地下水，向地层回灌年起，上海开始限采地下水，向地层回灌年起，上海开始限采地下水，向地层回灌自来水，自来水，自来水，自来水，“冬灌夏用冬灌夏用冬灌夏用冬灌夏用
18、”、“夏灌冬用夏灌冬用夏灌冬用夏灌冬用”，以地下，以地下，以地下，以地下含水层储能及开采深部含水层等众多措施把上海含水层储能及开采深部含水层等众多措施把上海含水层储能及开采深部含水层等众多措施把上海含水层储能及开采深部含水层等众多措施把上海地面沉降稳住，地面沉降稳住，地面沉降稳住，地面沉降稳住，1966196619661966年至年至年至年至1971197119711971年还出现了回弹年还出现了回弹年还出现了回弹年还出现了回弹3 3 3 3毫米。上海市过去地下水取水点多如牛毛，现在毫米。上海市过去地下水取水点多如牛毛，现在毫米。上海市过去地下水取水点多如牛毛，现在毫米。上海市过去地下水取水点
19、多如牛毛，现在已经压缩到已经压缩到已经压缩到已经压缩到800800800800个左右。地下水年开采量从过去个左右。地下水年开采量从过去个左右。地下水年开采量从过去个左右。地下水年开采量从过去的的的的2 2 2 2亿立方米，下降至亿立方米，下降至亿立方米，下降至亿立方米，下降至2002 2002 2002 2002 年的年的年的年的9635 9635 9635 9635 万立方米。万立方米。万立方米。万立方米。 上海采取控制地下水开采和地下水人上海采取控制地下水开采和地下水人上海采取控制地下水开采和地下水人上海采取控制地下水开采和地下水人工回灌两大措施，使上海地面沉降从历史最高的工回灌两大措施，
20、使上海地面沉降从历史最高的工回灌两大措施，使上海地面沉降从历史最高的工回灌两大措施，使上海地面沉降从历史最高的年沉降量年沉降量年沉降量年沉降量110110110110毫米，下降至目前的年沉降量毫米，下降至目前的年沉降量毫米，下降至目前的年沉降量毫米，下降至目前的年沉降量10101010毫毫毫毫米左右。米左右。米左右。米左右。3030 地裂缝：地裂缝：与区域性地面沉降和构造活动相与区域性地面沉降和构造活动相联系的大地裂缝联系的大地裂缝1 1、特征及分布、特征及分布2 2、成因机制类型、成因机制类型3 3、监测和防治、监测和防治3131地裂缝的特征地裂缝的特征n n发育的方向性和延展性发育的方向性
21、和延展性n n致灾的不均一性致灾的不均一性3232n n灾害的渐进性灾害的渐进性n n灾害的周期性灾害的周期性3333n主要受构造背景的影响，我国大多数的主要受构造背景的影响，我国大多数的地裂缝都与构造有关。产生在第四纪沉地裂缝都与构造有关。产生在第四纪沉积物中。积物中。n分布广泛，在西北、华北、长江流域都分布广泛，在西北、华北、长江流域都有较广泛的分布。有较广泛的分布。汾渭盆地、太行山东汾渭盆地、太行山东路平原、大别山东北麓平原路平原、大别山东北麓平原形成了三个形成了三个规模巨大的地裂缝发育带。规模巨大的地裂缝发育带。中国地裂缝的分布中国地裂缝的分布3434成因机制类型成因机制类型n n地震
22、引发的地面沉降和地裂缝35353636n n构造活动引发的地面沉降和地裂缝3737n n地下水开采引发的地面沉降与地裂缝3838n n构造重力扩展型构造重力扩展型断层倾角断层倾角松散盖层厚度松散盖层厚度3939n n剪张扩展型剪张扩展型n n底辟扩展型底辟扩展型4040地裂缝的危害地裂缝的危害4141地裂缝的主要危害地裂缝的主要危害n n建筑物墙体开裂。建筑物墙体开裂。n n地面设施破坏。地面设施破坏。n n地下设施损坏。地下设施损坏。n n有害气体的溢出。有害气体的溢出。n n垃圾场污染地下水。垃圾场污染地下水。n n农田漏水。农田漏水。424243434444地裂缝的监测防治地裂缝的监测防
23、治n（1）地裂缝特征的调查研究）地裂缝特征的调查研究na.几何特征几何特征n（a）地裂缝的延伸方向。）地裂缝的延伸方向。n n（b）地裂缝呈带状，段与段的关系。）地裂缝呈带状，段与段的关系。n n（c）地裂缝的组合特征，如雁行排列、侧列、）地裂缝的组合特征，如雁行排列、侧列、Y字组合、树枝组合、环行组合等。字组合、树枝组合、环行组合等。n n（d）地裂缝的产状。）地裂缝的产状。4545nb.运动学特征运动学特征n n（a）地裂缝发展的阶段，萌芽期、发展期、强活）地裂缝发展的阶段，萌芽期、发展期、强活动期和超活动期。动期和超活动期。n n（b）地裂缝活动的周期，与地震相似，活动期的）地裂缝活动的
24、周期，与地震相似，活动期的速率是平静期的数倍。速率是平静期的数倍。n n（c）地裂缝在剖面和剖面上的位移量。）地裂缝在剖面和剖面上的位移量。n n（d）地裂缝的垂直运动量最大，水平拉张量次之，）地裂缝的垂直运动量最大，水平拉张量次之，扭动量最小扭动量最小。4646（2）地裂缝的地质背景调查）地裂缝的地质背景调查na.新构造运动特征调查。新构造运动特征调查。nb.地貌特征调查。地貌特征调查。nc.沉积物特征的调查。沉积物特征的调查。nd.地下水特征调查。地下水特征调查。4747（3）地裂缝调查的方法）地裂缝调查的方法na.遥感的方法：区域地质、地貌研究。遥感的方法：区域地质、地貌研究。n nb.
25、地质的方法：不同比例尺填图，平面和立体。地质的方法：不同比例尺填图，平面和立体。n nc.地球物理方法：地震勘探、低频电磁法等。地球物理方法：地震勘探、低频电磁法等。n nd.地球化学方法：氡气测量。地球化学方法：氡气测量。n ne.钻探的方法：探明第四纪沉积物、水文地质等。钻探的方法：探明第四纪沉积物、水文地质等。4848（4）地裂缝的防治和监测）地裂缝的防治和监测na.防治防治n控制人为因素的诱发作用，建筑物避让控制人为因素的诱发作用，建筑物避让地裂缝。地基的处理（加固、断层置换地裂缝。地基的处理（加固、断层置换法、局部浸水法）法、局部浸水法）nb.监测监测n预测、预报地裂缝发展方向、速度
26、位移预测、预报地裂缝发展方向、速度位移量及可能的危害范围。与地面沉降监测量及可能的危害范围。与地面沉降监测方法相同。方法相同。4949多层压缩监测井50505151地面塌陷及其研究地面塌陷及其研究1 1、地面塌陷的成因、地面塌陷的成因2 2、地面塌陷的危害、地面塌陷的危害3 3、地面塌陷的研究、地面塌陷的研究52521 1、地面塌陷的成因、地面塌陷的成因n（1）自然因素）自然因素n岩溶塌陷、地震塌陷、暴雨塌陷等。岩溶塌陷、地震塌陷、暴雨塌陷等。n（2）人为因素）人为因素n矿山塌陷、工程塌陷等矿山塌陷、工程塌陷等53535454555556562 2、地面（岩溶）塌陷、地面（岩溶）塌陷的危害的危
27、害n如如1981年年5月月8、9日在美国佛罗里达日在美国佛罗里达州：州：n形成直径形成直径100m的塌陷坑，居民楼、的塌陷坑，居民楼、商业楼、游泳池损坏，损失商业楼、游泳池损坏，损失200万美万美元。元。575758583 3、地面塌陷的研究、地面塌陷的研究n（1）岩溶塌陷特征和分布规律调查）岩溶塌陷特征和分布规律调查na.岩溶塌陷地区的岩性特征调查。岩溶塌陷地区的岩性特征调查。nb.岩溶地区构造方向的调查。岩溶地区构造方向的调查。nc.地下溶洞的规模、方向、埋深调查。地下溶洞的规模、方向、埋深调查。nd.覆盖层厚度、结构、性质调查。覆盖层厚度、结构、性质调查。ne.地下水运动特征调查。地下水运动特征调查。59596060n（2）岩溶塌陷灾害的防治）岩溶塌陷灾害的防治na.地表水防水措施。地表水防水措施。nb.地下水控水措施。地下水控水措施。nc.清除填堵法。清除填堵法。nd.跨越法。跨越法。ne.强夯法。强夯法。nf.灌注法。灌注法。6161
