地面变形地质灾害-地面沉降

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。

我国10大类31种地质灾害的划分我国地质灾害可划分为10大类31种：1、地震：天然地震、诱发地震2、岩土位移：崩塌、滑坡、泥石流3、地面变形：地面塌陷、地面沉降、地裂缝4、土地退化：水土流失、沙漠化、盐碱（渍）化、冷浸田5、海洋（岸）动力灾害：海面上升、海水入侵、海岸侵蚀、港口淤积6、矿山与地下工程灾害：坑道突水、煤层自燃、瓦斯突出和爆炸、岩爆7、特殊岩土灾害：湿陷性黄土、膨胀土、淤泥质软土、冻土、红土8、水土环境异常：地方病9、地下水变异：地下水位升降、水质污染10、河湖（水库）灾害：淤积、塌岸、渗漏（一）地震1、分布发育概况进入20世纪以来，在我国境内（包括台湾及临近海域）发生大于或等于8级的巨大地震共9次；发生大于或等于7级的地震约80次，其中1949～1990年发生了52次。

我国的构造地震分布非常广泛，除浙江、贵州两省外，其余各省都有6级以上地震发生。

水库诱发地震自60年代以来，目前至少以在11个省的15座水库发生，其特点是与水库蓄水有明显关系。

地震在我国大陆地区具明显的西强东弱、西多东少的发育分布规律。

如本世纪以来发生的9次大于或等于8级大地震，除2次8级发生于台湾临近海域外，其余均发生于西部省份。

我国地震烈度Ⅶ度以上的地区主要分布于西部地区，东部地区除了台湾外，Ⅶ度以上地区的面积相时少得多。

地震在空间分布上表现了不均一性，往往呈带状分布。

近100年发生的地震表明，地震基本上是围绕这26条活动断裂系发生的。

我国地震活动的周期性和重复性呈现出成群分布，活跃高潮与低潮相互交替的活动格局。

东部一个周期长约300年左右，西部为100～200年左右，台湾为几十年。

2、危害状况地震灾害以突然、隐蔽为特点，一旦成灾，极易造成巨大的人员伤亡和重大的经济损失。

1901～1980年间，我国地震共死亡61万人，其中死亡人数在千人以上的地震即达31次。

1949年以来，地震就造成死亡27.4万人，伤残76.5万人，居群灾之首，同时地震还造成倒房600万间，直接经济损失数百亿元。

地面沉降处理方法地面沉降是指由于地质变化、人为活动或其他因素导致地面表面下降的现象。

地面沉降可能会对建筑物、基础设施和环境造成严重的损害。

为了减少地面沉降的影响，可以采取以下处理方法：1.地面加固地面加固是通过改良或增强土壤来提高地面的稳定性。

常用的地面加固方法包括钢筋混凝土地基板、地基灌浆、土石方加固、加固支撑等。

这些方法可以提高土壤的承载能力，减少地面沉降的发生。

2.沉降补偿在地面沉降已经发生的情况下，可以采用沉降补偿的方法来保护建筑物和基础设施。

沉降补偿可以通过调整建筑物的结构或使用补偿材料来平衡地面的下降。

常用的沉降补偿方法包括切割填充、拱桥状补偿、空回补偿等。

3.沉降监测与预警系统建立沉降监测与预警系统可以实时监测地面沉降情况，并提前预警可能的风险。

这样可以及时采取措施，避免地质灾害的发生。

常用的监测方法包括机械监测、遥感监测、地下水位监测等。

4.合理的土地利用规划合理的土地利用规划可以最大限度地减少地面沉降的危害。

确保建筑物和基础设施的建设在稳定的土壤上，避免在易沉降区域进行大规模的开发。

此外，还应合理规划地下水开采、污水排放等活动，避免对土壤造成不可逆转的破坏。

5.加强对地下水资源的管理地下水是引起地面沉降的主要原因之一，合理管理地下水资源可以减少地面沉降的风险。

采取措施控制地下水的开采量、合理分配地下水的利用、加强地下水的补给等，可以避免因地下水过度开采造成的地面沉降。

6.提高公众的环境意识提高公众的环境意识是预防地面沉降的重要措施之一、通过加强环境教育，增加公众对地面沉降的认识，以及对土地利用和自然资源的保护意识，可以减少人为活动对地面沉降的负面影响。

总之，在处理地面沉降时，需要综合考虑不同的因素，并采取综合的治理措施。

通过加固地面、补偿沉降、建立监测系统、合理规划和管理土地利用、加强环境意识等方法，可以最大限度地减少地面沉降带来的损害。

同时，也需要不断研究和探索更有效的处理方法，以应对不同地区和不同原因引起的地面沉降问题。

第四章地面沉降、滑坡、岩溶塌陷灾害与防治4．1 地面沉降灾害防治一、地面沉降的定义：指地层在各种因素的作用下，造成地层压密变形或下沉，从而引起区域性的地面标高下降。

二、地面沉降的原因：（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而沉降归属于地壳形变或钩造运动的范畴，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。

三、地面沉降的成因机制和形成条件（一）地面沉降的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，如新构造运功说、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山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（p w），它不能引起土层的压密，故义称为中性压力；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（p s）；二者之和等干总应力。

、常见地质灾害类型按致灾地质作用的性质和特征，常见地质灾害共有12 类、48 种：1、地壳活动灾害地震、火山喷发、断层错动等；2、斜坡岩土体运动灾害崩塌、滑坡、泥石流等；3、地面变形灾害地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）等；4、矿山与地下工程灾害煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等；5、城市地质灾害建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等；6、河、湖、水库灾害塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等；7、海岸带灾害海平面升降、海水入侵、海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等；8、海洋地质灾害水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等；9、特殊岩土灾害黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等；10、土地退化灾害水土流失；土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等；11、水土污染与地球化学异常灾害地下水质污染、农田土地污染、地方病等；12、水资源枯竭灾害河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干（地下水位超常下降）等。

二、地质灾害发生的前兆崩塌发生的前兆有崩塌前掉块、坠落，小崩小塌不断发生，崩塌脚部出现新的破裂形迹等。

滑坡发生的前兆是后缘出现裂缝，前缘出现鼓丘，泉水突然消失，有轰鸣声等，房屋倾斜、开裂和出现醉汉林、马刀树等现象，是识别滑坡的重要特征。

泥石流发生的前兆是沟有轰鸣声，主河流水上涨和正常流水突然中断。

岩溶塌陷产生的前兆是井、泉水位急剧抬高、降低，地面出现鼓起和裂缝。

1、常见矿物：石英（SiO2）、正长石、斜长石、云母、普通角闪石、普通辉石、橄榄石、石榴子石、方解石、白云石、高岭土、黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、黄铜矿。

2、常见岩浆岩：花岗岩、花岗斑岩、流纹岩、闪长岩、安山岩、辉长岩、玄武岩、橄榄岩。

3、常见沉积岩：砾岩、砂岩、页岩、石灰岩、碳质岩石。

4、常见变质岩：大理岩、石英岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩。

三、野外调查（一）调查要点1、不稳定斜坡调查要点调查的内容包括：构成斜坡的地层岩性、风化程度、厚度、软弱夹层岩性及产状；断裂、节理、裂隙发育特征及产状；风化残坡积层岩性、厚度；山坡坡型、坡度、坡向和坡高；岩土体中结构面与斜坡坡向的组合关系。

地面沉降地质灾害的原因与防治方法作者：巫永忠来源：《西部资源》2018年第05期摘要：地面沉降属于一种常见的地质灾害，危害非常大。

造成地面沉降的因素不仅和地下水有关，而且还和地层岩性结构、土质类型、水文地质条件、固结历史、压缩性大小等相关。

本文结合实际案例，首先对地面沉降出现的原因进行了分析，然后采用加强地基质量评估、加固地基、加强地基监测等措施对地质灾害进行防治。

关键词：地面沉降；地质灾害；地层结构地面沉降主要是在人为因素和自然因素的影响下产生较大幅度的变化，由于长期对地下水进行过量开采，导致区域内地下水持续降低并随之出现了附加应力。

一方面导致孔隙水压力转移到含水层骨架上，导致含水颗粒之间的应力增加，含水层排水压密出现弹性变形；另一方面含水层底板黏性土中的结合水会渗入到含水层，使黏性土出现固结，出现永久变形或塑性变形，因此地面沉降主要是由于水资源过度开采和地质条件不良共同作用下造成的。

1.工程概况某地区总占地面积17512km2，是我国工业化程度比较高的地区，该地区内出现了严重的地面沉降。

该区域主要为泥灰岩、白云岩、灰岩等，地貌结构错综复杂、断裂和褶皱租用强烈，基底地形非常复杂，存在多个发育软土层和含水沙层，地质历史时期赋存了非常丰富的地下水。

2.地面沉降出现的原因2.1人为因素人为因素会造成地面沉降现象的发生。

通过调查可知，地下水长期超负荷开采是造成地面沉降的主导因素。

为了提高施工的成效性，对地下水的开采量不断加大，甚至进行无节制地开采，使得地表沉降问题日益突出。

该区地面沉降涉及面广，而且沉降差异性较大，沉降量超过200mm的区域涉及五个镇区。

2.2地质因素（1）地层结构对地面沉降的不良影响。

地层结构会对地面造成一定的沉降影响。

通常情况下地层结构有两种类型：①平原区。

该地区平原区由于下伏基岩的深度较大，所表现出来的沉降分布较为均匀，对建筑物的影响也是较为缓慢式的整体均匀沉降。

②基岩起伏区，与平原区存在很大的差异，基岩起伏区的下伏基岩会产生显著地地面沉降现象，从而造成地表裂缝现象的发生。

灾害地质学复习资料第一章地质灾害的概念、类型和分布1、地质灾害:指由于地质作用引起使地质环境产生突发的和渐变的破坏，并造成人类生命财产损失的现象或事件灾害：自然或人为环境中对人类的生命，财产和活动等社会功能的严重破坏，引起广泛的生命，物质或环境损失；这些损失超出了受影响社会靠自身资源进行抵御的能力。

2灾害效应：1)原生灾害效应:灾害本身造成的效应。

如地震造成的房屋倒塌、滑坡掩埋房屋、矿井瓦斯爆炸造成人员伤亡等。

2)次生灾害效应:主要灾害事件诱发的灾害性过程造成的，如地震造成煤气酿成火灾等。

3)后续灾害效应:往往是长期的，甚至是永久性的。

其中包括野生生物的绝灭、洪水造成的河道变迁、火山造成的农作物减产、气候变化等。

3.灾害损失：1）直接损失：指灾害发生后立即产生的后果，如地震后建筑物的破坏情况、人员伤亡及财产损失等；多数可用货币价值来衡量损失的大小。

2）间接损失：指一场灾难中第二顺序产生的后果，如灾害引发的饥谨、疾病、生产萧条、失业增加以及精神伤害等。

间接损失比直接损失持续的时间要长得多，其影响多是无形的，很难用货币来估量。

4、地质灾害的属性特征：(1)地质灾害的必然性和可预防性 (2)地质灾害的随机性和周期性(3)地质灾害的突发性和渐变性 (4)地质灾害的群发性和链生性(5)地质灾害的成因多元性和原地复发性 (6)地质灾害的区域性(7)地质灾害的破坏性和“建设性” (8)地质灾害的影响的复杂性和严重性(9)地质灾害人为成因的日趋显著性 (10)地质灾害防治的社会性和迫切性5.地质灾害分类：1.按空间分布状况：陆地地质灾害；海洋地质灾害。

2.按灾害成因：自然动力型；人为动力型；复合动力型。

6.中国地质灾害的分布规律分布规律：平原、丘陵地面沉降和塌陷为主的地质灾害大区；山地斜坡变形为主地质灾害大区；内陆高原、盆地干旱、半干旱风沙为主地质灾害大区；青藏高原及大、小兴安岭北段地区冻融为主地质灾害大区。

第四章地震灾害1、地震:岩石圈物质在地球内动力作用下产生构造活动而发生弹性应变，当应变能量超过岩体强度极限时，就会发生破裂或沿原有的破裂面而发生错动滑移，应变能以弹性波的形式突然释放并使地壳振动而发生地震。

地面下沉如何处理方法
地面下沉是指地表层地面产生变形、下沉现象的一种地质灾害。

下面是一些处理地面下沉的方法：
1. 测量和监测：首先需要了解地面下沉的范围和程度，可以使用测量仪器和技术进行地形观测和监测，以确定下沉的位置和速度。

2. 控制地下水位：地面下沉通常与地下水位的变化有关，因此需要控制地下水位的变化。

这可以通过修建排水系统、水池和井控制地下水位的上升，或者通过引入外部水源来提高地下水位。

3. 地基加固：对于地面下沉严重的区域，可以进行地基加固以增强地基的稳定性。

例如，可以使用注浆技术将浆液注入地下，增加地基的承载能力。

4. 控制地面负荷：减少地面负荷的重量也可以减缓地面下沉的速度。

这可以通过减少建筑物或结构的重量、改变土地利用方式等措施来实现。

5. 地面填补和加固：对于已经出现下沉的地面区域，可以进行填补和加固来平衡地面。

这可以使用合适的填料（如沙土、石块等）填充下沉区域，并进行适当的压实和加固。

6. 监测和维护：对于处理地面下沉的区域，需要进行定期的监测和维护工作，
以确保处理措施的有效性和安全性。

监测可能包括测量地面高度、地下水位和地基稳定性等指标。

请注意，处理地面下沉的方法应根据具体情况和地质条件进行选择和应用。

在实施任何处理措施之前，应进行详细的勘察和评估，并请专业人士提供指导和建议。