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地质灾害防治讲义讲课稿
地质灾害防治讲义
(日期:
2005-11-06点击率:
236)
第一部分地质灾害基本知识
一、地质灾害概述
(一)地质灾害的定义
1.定义
本条例所称地质灾害,包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。
——《地质灾害防治条例》第二条
地质灾害:
自然因素或者人为活动引发的、危害人民生命和财产安全的、与地质作用有关的灾害。
2.理解
对地质灾害的认识,应该明确两点:
(1)和其它自然灾害一样,地质灾害也是以人为中心而论的,离开对人类的生存和生活的危害、威胁,灾害便无从谈起。
(2)地质灾害的动力来源是内外动力地质作用(含人类活动的营力作用)。
(二)地质灾害的类型
崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降,地质灾害防治条例第二条中明确提及的6种类型为最常见、最重要的地质灾害。
我国疆域辽阔,影响地质灾害发育的自然地质条件复杂多样,人为工程活动的性质及强度差异大。
广义上的地质灾害有数十种,常见的地质灾害可以罗列如下:
地震、火山喷发、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、沙漠化、水土流失、水土污染、土地盐渍化、沼泽化、煤与瓦斯突出、矿坑突水、岩(煤)爆、顶板冒落、地下热害、煤层燃烧、边岸再造、泥沙淤积、库区侵没、洪涝、海岸侵蚀、黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融等等。
地质灾害的分类,有不同的角度与标准,十分复杂。
就其成因而论,主要由自然变异导致的地质灾害称自然地质灾害;主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为地质灾害。
按地质作用,分为内生地质灾害、外生地质灾害和人类活动诱发的地质灾害。
根据灾害发生区的地理或地貌特征,可分山地地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;平原地质灾害,如地面沉降。
按灾害发生及持续时间,分为突发性地质灾害和缓变性地质灾害。
前者如地震、火山喷发、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等,即习惯上的狭义地质灾害;后者如地面沉降、水土污染、水土流失、土地沙漠化等,又称环境地质灾害。
(三)地质灾害分级
1.灾情分级
地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小,分为四个等级:
(1)特大型:
因灾死亡30人以上或者直接经济损失1000万元以上的;
(2)大型:
因灾死亡10人以上30人以下或者直接经济损失500万元以上1000万元以下的;
(3)中型:
因灾死亡3人以上10人以下或者直接经济损失100万元以上500万元以下的;
(4)小型:
因灾死亡3人以下或者直接经济损失100万元以下的。
——《地质灾害防治条例》第四条
2.险情分级
地质灾害按危害程度,既受威胁人数或受威胁财产的大小,分为四个等级:
(1)特大级(特重):
受威胁人数1000人以上或者受威胁财产1000万元以上的;
(2)重大级(重):
受威胁人数100人以上、1000人以下或者受威胁财产500万元以上、1000万元以下的;
(3)较大级(中):
受威胁人数10人以上、100人以下或者受威胁财产100万元以上、500万元以下的;
(4)一般级(轻):
受威胁人数10人以下或者受威胁财产100万元以下的。
3.规模分级
地质灾害按其规模分为巨(特大)型、大型、中型和小型四个等级。
地质灾害规模级别划分标准
灾害规模灾害类型巨型(特大)大型中型小型
小一型小二型
滑坡(104m3)≥1000100~100010~1001.0~10<1.0
崩塌(104m3)≥100100~1010~1.01.0~0.1<0.1
泥石流(104m3)≥5020~502~200.2~2.0<0.2
地面塌陷*采空塌陷(km2)≥101~100.1~1<0.1
*岩溶塌陷(个/km2)≥200100~20010~100<10
塌陷、变形面积(m2)≥10010~100<10
地裂缝(长>1km,地面影响宽度m:
)≥2010~203~10,或长<1、宽10~20<3,或长<1、宽<10
二、滑坡
(一)滑坡的定义、要素及类型
1.滑坡定义
斜坡上的土体或岩体,受自然或人为因素的影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体或分散地向下滑动的现象,俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
2.滑坡要素
了解组成滑坡的各要素以及它们的位置和相互关系,是正确识别滑坡的基础。
(1)滑坡体:
斜坡边缘与山体脱离且向下滑动的整个滑动部分,简称滑体。
(2)滑坡周界:
滑体和周围不动体在平面上的分界线;是确定滑坡范围的标志。
(3)滑坡壁:
滑体后缘与不动体脱离开后暴露在外面的形似壁状的分界面。
(4)滑动面:
滑体沿下伏不动体下滑的分界面,简称滑面。
(5)滑动带:
平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带,简称滑带。
(6)滑坡床:
滑体滑动时所依附的下伏不动体,简称滑床。
(7)滑坡舌:
滑坡体前缘形如舌状的凸出部分。
(8)滑坡台阶:
滑体滑动时由于各段岩土体滑动速度的差异,在滑坡体表面形成的台阶状错台。
(9)滑坡洼地:
滑体滑动后与滑坡壁之间拉开形成的沟糟,或中间低四周高的封闭洼地。
(10)滑坡鼓丘:
滑体前缘因受阻力而隆起的小丘。
(11)滑坡裂缝:
滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。
(12)主滑线:
滑坡体滑动速度最快的纵向线,也叫滑坡轴;它代表着一个滑坡整体滑动的方向,位于滑坡体上推力最大、滑床凹槽最深的纵断面上,也是滑体最厚的部分;主滑线实际上是个虚拟要素,其形态或为直线、或为曲线、折线,主要取决于滑床顶面的形状。
以上滑坡诸要素只有发育完全的新生滑坡才同时具备,并非任一滑坡都齐全。
3.滑坡类型
目前较常用的滑坡分类有以下几种:
(1)按滑坡的物质组成,分为土体(质)滑坡和岩体(质)滑坡。
(2)按滑面成因,分为顺层滑坡、切层滑坡和均质滑坡。
(3)按滑动力学性质,分为牵引式滑坡、推动式滑坡和混合式滑坡。
(4)按滑体厚度,分为厚(深)层滑坡(>30m)、中层滑坡(10~30m)和薄(浅)层滑坡(<10m)。
(二)滑坡形成条件和诱发因素
1.滑坡形成条件
(1)地形地貌条件
只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。
易于产生滑坡的地形地貌主要可概括为三类:
①受流水冲刷、淘蚀的江河、湖(水库)、海等的岸坡;②铁路、公路和工程建筑物等工程建设的人工边坡;③坡度10~45度、上下陡中部缓、上部成环状的坡形。
(2)地层岩性条件
岩、土体是产生滑坡的物质基础。
通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、页岩、泥岩、煤系地层、片岩、板岩、千枚岩、凝灰岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
(3)地质构造条件
斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。
同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。
故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
(4)水文地质条件
地下水活动在滑坡形成中起着重要的作用,主要表现在:
①软化岩、土,降低岩、土体抗剪强度,尤其是对滑动(带)的软化作用和降低强度作用最突出;②产生或增大动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩石产生浮托力等。
2.滑坡诱发因素
上述形成条件可视作滑坡的内因,诱发因素——外界因素和作用可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。
此可谓“内因通过外因而起作用”。
(1)自然因素
主要有:
地震和火山,降雨和融雪,河流、湖库等地表水体的冲刷浸泡,温差变化以及海啸、风暴潮、冻融等诸多作用,其中暴雨和长时间连续降雨是诱发滑坡最主要的自然因素。
(2)人为因素
人类工程活动的频繁地区因素往往是滑坡多发区,不合理的人类活动,如开挖边坡、坡体堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采、破坏植被及农业灌溉等都可诱发滑坡,尤以开挖边坡、形成临空面,是滑坡产生的最主要人为因素。
近十多年来,人为因素诱发滑坡或参与比例俞来俞高。
(三)滑坡识别要领和稳定性判别
1.滑坡识别要领
实际上,我们很少见到前面讲到的组成滑坡的各要素、条件及特征齐全、明显的滑坡,在野外,主要掌握以下识别滑坡或隐患的要领:
(1)地形地貌特征
斜坡上常呈圈椅状或马蹄状地貌,或斜坡上出现异常的台坎、鼻状凸丘、多级平台及斜坡坡脚侵占河床;斜坡上有裂缝,房屋倾斜、地面及墙体开裂;出现醉汉林及马刀树等。
(2)地层岩性特征
斜坡上常有岩、土松脱现象或小型坍塌;含有软弱夹层的顺向坡,当坡角大于岩层倾角,而岩层倾角又大于10°时,容易发生滑坡,岩层倾角20~30°时,滑坡者较多,倾角大于30°时一般都会发生滑坡。
(3)水文地质特征
斜坡坡脚常有成排的泉水溢出,以及泉、井水水量、水质突变等异常现象。
(4)滑坡要素及迹象特征
滑坡后缘断壁上有顺坡擦痕,前缘土体常被挤出或呈舌状凸起;滑坡两侧常以沟谷或裂面为界;斜坡高处陡坡下部常出现洼地或沼泽。
2.滑坡稳定性判别
在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,粗略地判断它的稳定性如何。
已稳定的堆积层老滑坡体有以下特征:
(1)滑坡体坡度较缓,地面较平,土体密实无沉陷现象;
(2)后壁较高,长满了树木,找不到擦痕;
(3)滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩;
(4)滑坡前缘的斜坡较缓,土体密实,长满树木,无松散坍塌现象;
(5)前缘迎河部分有被河水冲刷过的迹象,目前的河水已远离滑坡舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布;
(6)滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等等。
不稳定的滑坡具有下列迹象:
(1)滑坡体坡度较陡,而且延伸较长,坡面高低不平;
(2)后壁不高,有擦痕;
(3)滑坡表面有泉水、湿地,且有新生冲沟;
(4)滑坡前缘斜坡较陡,土石松散,小型坍塌时有发生,并面临河水冲刷的危险;
(5)滑坡体上无巨大直立树木;
(6)前缘有成排或季节性泉水溢出;
(7)滑坡体上建筑物及地面有开裂、倾斜、下座等现象。
需要指出,以上标志只是一般而论,较为准确的判断,尚需作出进一部的观察和研究。
3.滑坡前兆特征
不同类型、不同性质、不同特点的滑坡,在滑动之前,均会表现出各种不同的异常现象,显示出滑动的预兆(前兆),归纳起来常见的有以下几种:
(1)大滑动之前,在滑坡前缘坡脚处,有堵塞多年的泉水复活现象,或者出现泉(井)水突然干枯、井(钻孔)水位突变等异常现象。
(2)在滑坡体中、前部出现横向及纵向放射状裂缝,或前缘坡脚处土体出现隆起现象。
它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍,已进入临滑状态。
(3)滑坡后缘的裂缝急剧扩展,新裂缝不断出现,并从裂缝中冒出热气(或冷风)。
(4)滑坡体四周岩体(土体)会出现小型坍塌和松弛现象。
(5)大滑动之前,有岩石开裂或被剪切挤压的音响。
这种迹象反映了深部变形与破裂。
动物对此十分敏感,有异常反映。
(6)动物惊恐异常,植物变态。
如猪、狗、牛惊恐不宁,不入睡,老鼠乱窜不进洞;树木枯萎或歪斜等。
(7)如果在滑坡体上有长期位移观测资料,那么滑动之前,无论是水平位移量还是垂直位移量,均会出现加速变化的趋势,这是明显的临滑迹象。
三、崩塌
(一)崩塌的定义及类型
1.崩塌定义
陡坡上的岩土体在重力作用下,突然脱离母体向下倾倒、崩落、滚动,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。
2.崩塌类型
(1)按崩塌体的物质组成分为两大类:
一是产生在土体中的,称为土崩;二是产生在岩体中的,称为岩崩。
当岩崩的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩。
当崩塌产生在河流、湖泊或海岸上时,称为岸崩。
(2)按崩塌起始运动形式,分为倾倒式崩塌、滑移式崩塌、错断式崩塌和拉裂式崩塌等。
(3)按动力成因,分为自然动力型崩塌和人工动力型崩塌。
(4)按崩塌体规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。
(二)崩塌形成条件和诱发因素
1.崩塌形成条件
(1)地形地貌条件
江河、湖(水库)、沟的岸坡,铁路、公路边坡,工程建筑物边坡及各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45°的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
(2)地层岩性条件
岩、土是产生崩塌的物质条件。
一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型,所形成崩塌的规模大小不同。
通常,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌,页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。
(3)地质构造条件
各种构造面,如节理、裂隙面、岩层界面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。
坡体中裂隙越发育,越易产生崩塌,与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面,最有利于崩塌的形成。
2.崩塌诱发因素
能够诱发崩塌的外界因素很多,主要有:
(1)地震。
地震引起坡体晃动,坡坏坡体平衡,从而诱发崩塌。
一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
(2)降雨、融雪,特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。
(3)地表水的冲刷、浸泡。
河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。
(4)不合理的人类活动。
如开挖坡脚、地下采空、水库蓄水、泄水等改变坡体原始平衡状态的人类活动,都会诱发崩塌活动。
还有一些其他因素,如冻胀、昼夜温差变化等,也会诱发崩塌。
(三)崩塌识别要领和稳定性判别
1.崩塌识别要领
对于可能发生的崩塌体主要根据坡体的地形地貌和地质结构的特征进行识别。
通常,可能发生崩塌的坡体在宏观上有如下特征:
(1)坡度大于50°,且高差较大,或坡体成弧立山嘴,或为凹形陡坡;
(2)坡体内部裂隙发育,尤其垂直和平行斜坡延伸方向的陡裂缝发育,并且切割坡体的裂隙、裂缝即将可能贯通,使之与母体(山体)形成了分离之势。
(3)坡体前部存在临空空间,或有崩塌物发育,这说明曾经发生过崩塌,今后还可能再次发生。
2.崩塌稳定性判别
在野外,主要还是从地形地貌、岩性构造、水文工程地质等条件及地物植被、地表迹象等特征,从宏观角度观察崩塌体,粗略地判断它的稳定性如何。
(1)坡度大于55°,高差大于30m,坡体成弧立山嘴,或为凹形陡坡、出现“鹰嘴岩”等,不稳定,若坡度小于45°,无上述地貌,一般较稳定;
(2)裂隙发育,尤其垂直和平行斜坡延伸方向的陡裂缝发育,并且切割坡体的裂隙、裂缝贯通率高,使之与母体(山体)形成了分离之势,则不稳定,反之,则较稳定;
(3)滑坡体上建筑物及地面有开裂、倾斜、下座等现象,不稳定,反之则较稳定;
(4)崩塌体斜坡上草木丛生,树木高大直立,较稳定,反之,则不稳定。
3.崩塌前兆特征
(1)崩塌前缘掉块、坠落小崩小塌不断发生;
(2)上部拉张裂缝不断扩展、加宽,速度突增,或在崩塌脚部出现新的破裂迹象,嗅到异常气味;
(3)可闻岩石的撕裂磨擦错碎声;
(4)出现热、氡、气及地下水质、水量突变等异常现象;
(5)动植物出现异常现象;
(6)如果在崩塌体上有长期位移观测资料,那么崩塌发生之前,水平和垂直位移量均会出现加速变化的趋势。
(四)崩塌与滑坡的区别
崩塌与滑坡都是斜坡上的岩土体向坡脚方向的运动,常在相同或近似的地质环境条件下伴生,二者可以相互包含或转化,有时确实较难区分;主要区别可概括为以下四个方面:
1.运动方式:
滑坡沿滑动面滑动,多以水平运动为主,通常水平位移量大于垂直位移量;崩塌则无滑动面,以垂直运动为主,垂直位移量远大于水平位移量,。
2.运动速度:
崩塌的破坏作用都是急剧和强烈的;滑坡作用多数也急剧、猛烈,有的则相对较缓慢。
3.形态特征:
崩塌体完全脱离母体(山体),崩塌物的重心位置降低了很多,常堆积在山坡脚,呈锥形体,结构零乱,毫无层序,堆积物表面基本上不见裂缝分布;而滑坡体则很少是完全脱离母体的,多数滑体的重心位置降低不多,部分滑体残留在滑床之上,堆积物整体性较好,常具有一定的外部形状,反映出层序和结构特征,滑坡体表面,尤其是新发生的滑坡,其表面有很多具有一定规律性的纵横裂缝。
4.地形特征:
崩塌一般发生在地形坡度大于50°,高度大于30m以上的高陡边坡上;滑坡多出现在坡度小于50°的斜坡上。
四、泥石流
(一)泥石流的定义及类型
1.泥石流定义
由暴雨、冰雪融水等水源激发的、产生于山区沟谷中或山坡上,含有大量泥沙石块等固体物质的特殊洪流。
特点:
暴发突然、历时短暂、来势凶猛、破坏力强。
泥石流通常分为三个区:
(1)形成区:
包括汇水动力区和固体物质补给区,位于沟谷上游;
(2)流通区:
是泥石流搬运通过的区段,一般位于沟谷中、下游;
(3)堆积区:
是泥石流固体物质停留堆积的场所,多位于下游或沟口。
2.泥石流类型
(1)按泥石流体的物质组成分类
①泥石流:
由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成者;
②泥流:
以粘性土为主,含少量砂粒、石块,粘度大,呈稠泥状者;
③水石流:
由水和大小不等的砂粒、石块组成者。
(2)按泥石流体的性质分类
①粘性泥石流:
水不是搬运介质,而是组成物质,粘性大(固体物质占40—60%、最高达80%),稠度大,石块?
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②稀性泥石流:
以水为主要成分,水为搬运介质,粘性土含量少,固体物质占10—40%,石块以滚动或跃移方式前进,具有强烈的下切作用。
(3)按泥石流成因分类
①冰川型泥石流;
②降雨型泥石流;
③共生型泥石流。
以上分类是我国最常见的三种分类。
除此之外还有多种分类方法。
按泥石流沟的形态分类有:
沟谷型泥石流,坡面型泥石流;
按泥石流流域大小分类有:
大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;
按泥石流发展阶段分类有:
发展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。
(二)泥石流的形成条件和诱发因素
泥石流的形成必须同时具备三个条件:
便于汇水、集物的地形地貌;丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。
1.地形地貌条件
在地形上具备山高沟深、地势陡峻,沟床纵坡降大、流域形态便于水流汇集。
上游形成区的地形多为三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状、地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能够迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使碎屑物有堆积场所。
可概括为上围、中仄、下阔。
2.松散物质来源条件
泥石流常发生于地质构造复杂,断裂褶皱发育、新构造活动强烈、地震烈度较高的地区。
地表岩层破碎,滑坡、崩塌、错落等不良地质现象发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外,岩层结构疏松软弱、易于风化、节理发育,或软硬相同成层地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程经济活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
3.水源条件
水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的重要激发条件和搬运介质(动力来源)。
泥石流的水源有暴雨、冰雪融水和水库(池)溃决水体等。
我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等,浙江省则全为降雨型泥石流。
(三)泥石流沟的识别
可从上述泥石流形成的三个必备条件方面去判别可能发生泥石流的沟谷。
1.地形条件:
在地形上具备上围、中仄、下阔的特点;沟谷上、下游相对高差一般在300m以上,坡面泥石流相对高差一般在200m以上;沟底平均纵坡降一般在10%以上,泥石流初始起动段沟底坡降一般大于25%;斜坡面坡度一般大于25°。
2.松散物源:
沟谷处于大断裂或附近,岩体(层)破碎、结构疏松软弱、节理发育,滑坡、崩塌、错落等不良地质现象发育,松散土石分布广、厚度大,以及有大量开山采矿、采石的弃渣等。
3.水源条件:
当地有激发泥石流形成的临界雨量条件,降雨量>200m/d或>50mm/h;沟内地下水丰富,有大量泉水出露,沟底水位埋藏浅;沟谷上游存在不稳定或有病害现象的坝体、水库、湖塘等。
五、地面塌陷
(一)地面塌陷的定义及类型
1.地面塌陷定义
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。
当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可能成为一种地质灾害。
2.地面塌陷类型
地面塌陷的形成原因复杂,种类很多。
根据不同的分类依据,可分为不同的类型。
下面介绍常见的两种分类。
(1)按形成塌陷的主要原因分类
①自然塌陷:
由于自然因素如地震、降雨、自重作用等导致者;
②人为塌陷:
由于人为作用导致者。
在这两大类中,又可根据具体因素分为许多类型,如地震塌陷、矿山采空塌陷等。
(2)按塌陷区是否有岩溶发育分类
①岩溶地面塌陷:
是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下,产生陷落而形成者;
在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶地区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”;目前已知的岩溶塌陷中,土层塌陷约占97%。
②非岩溶地面塌陷:
又可根据成因及塌陷区岩、土体的性质进一步分为采空塌陷、黄土塌陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。
在我国发育的各类地面塌陷中,以岩溶塌陷的分布最广、危害最重,每年造成的经济损失达数至10余亿元。
采空塌陷许多矿区均有发育,尤以北方煤田区最为严重。
(二)地面塌陷的形成条件和诱发因素
1.岩溶塌陷的形成条件和诱发因素
(1)岩溶地面塌陷的形成条件
①岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础:
岩溶发育愈强烈、岩溶洞隙数量愈多,愈有利于岩溶塌陷的形成,其规模也愈大;
②一定厚度的松散覆盖层:
岩性和结构及其厚度对塌陷的形成有明显影响,颗粒越粗、粘性越差,越易于产生塌陷,厚度<20m的土层占塌陷的绝大多数;
③易于改变的岩溶地下水动力条件:
岩溶地下水位埋藏较浅、循环交替强烈的地段,岩溶地下水动力条件易于改变,地下水活动强烈,有利于塌陷的形成。
(2)岩溶地面塌陷的诱发因素
①人为因素:
主要有急剧抽汲岩溶水(不合理开采、成井抽水试验时水位降深过大)、采矿排水或突水、水库蓄引水、灌溉、给排水工程渗漏、堆载及振动等,约占60%。
②自然因素:
主要是气候的季节变化以及地震,特别在枯水或暴雨期。
2.采空塌陷的形成条件和诱发因素
矿山采空塌陷的产生机理与岩溶塌陷相类似,其形成条件和诱发因素的理解可参照岩溶塌陷。
(1)采空塌陷的形成条件
①存在一定规模的地下采空区;
②覆盖一定厚度的松散或不紧固岩土层。
(2)采空塌陷的诱发因素
也可以分为人为和自然因素,主要有采矿排水或突水、水库蓄引水、堆载及振动等,降水的季节变化,以及地震等。
(三)岩溶塌陷发生的前兆特征
1.井、泉的异常变化:
如井、泉水位骤然升、降,水色突然浑浊或翻砂、冒气慨;
2.地面变形:
地面出现环状裂缝并不断扩展,产生局部地鼓或下沉等异常现象。
六、地面沉降
(一)地面沉降的定义及类型
1.地面沉降的定义
地面沉降又称为地面下沉或地陷。
它是在
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