10 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。

一、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。

地面沉降的灾情评估及防治措施吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§13.3地面沉降的灾情评估及防治措施一、地面沉降的概念及产生原因地面沉降（landsubsidence）是指在自然因素或人为因素影响下发生的幅度较大、速率较大的地表高程垂直下降的现象。

地面沉降，又称地面下沉或地陷，是指某一区域内由于开采地下水或其它地下流体所导致的地表浅部松散沉积物压实或压密引起的地面标高下降的现象。

意大利威尼斯城最早发现地面沉降。

之后随着经济发展，人口增加和地下水（油气）开采量增大，世界上许多国家如美国、日本、墨西哥、欧洲和东南亚一些国家均发生了严重的地面沉降。

地面沉降的特征就是主要发生于大型沉积盆地和沿海平原地区的工业繁盛城市及油气田开采区。

其特点就是牵涉范围广，下陷速率缓慢，往往难于被察觉到；在城市内过量采矿地下水引发的地面沉降，其波及的面积小；地面沉降具备不可逆特性，就是用人工换水办法，也容易并使地面沉降的地面答复至原来的标高。

因此地面沉降对于建筑物、城市建设和农田水利设施危害很大。

经过对地面沉降的长期观测和研究，对地面沉降的主要原因已取得比较一致的看法。

地面沉降的原因颇多，有地质构造、气候等自然因素，也有人为原因。

人类工程活动是主要原因之一，人类工程活动既可导致地面沉降，又可加剧地面沉降，其主要表现在以下几方面：1.大量提取液体资源(地下水、石油等)、地下气体(天然气、沼气等)活动就是导致大幅度、急剧地面沉降的最主要原因；2.采掘地下团体矿藏(如沉积型煤矿、铁矿等)形成的大范围采空区，及地下工程(隧道、防空洞、地下铁道等)是导致地面下沉变形的原因之一。

3.地面上的人为振动促进作用(大型机械、机动车辆等及灭火等引发的地面振动)在一定条件下也可以引发土体的压密变形。

4.重大建筑物、蓄水工程(如水库)对地基施加的静荷载，使地基土体发生压密下沉变形。