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地面塌陷的产生原因 地陷是什么原因 地陷是什么原因造成的

地陷是什么原因 地陷是什么原因造成的

  地陷是自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失。自然因素包括构造下沉、地震、火山活动、气候变化、地应力变化及土体自然固结等。人为因素主要包括开发利用地下流体资源、开采固体矿产、岩溶塌陷、软土地区与工程建设有关的固结沉降等。

  地陷指地面下沉的现象。是目前世界各大城市的一个主要工程地质问题。它一般表现为区域性下沉和局部下沉两种形式。可引起建筑物倾斜,破坏地基的稳定性。滨海城市会造成海水倒灌,给生产和生活带来很大影响。

  造成地面沉降的自然原因很多,地壳运动、海平面上升等会引起区域性沉降。

   地陷的人为因素

  1、开发利用地下流体资源。由于抽取地下水,在许多国家和地区产生了地面沉降。20世纪20年代,我困明腔国上海、天津在市区集中开采地下水的地区发生地面沉降。华北平原地下水降落漏斗和地面沉降已经引起广泛关注。

  2、岩溶塌陷。中国是世界上岩溶最多的国家之一。随着岩溶地区国民经济的飞速发展,岩溶区土地资源、水资源和矿产资源开发不断增强,由此引发的岩溶塌陷问题日益突出,已成为岩溶地区主要地质灾害问题。

  3、开采固体矿产。矿山塌陷多分布在矿山的采空区,以采煤塌陷最为突出。中国有约20个省区发生采空塌陷,以黑龙江、山槐运西、安徽、山东、河南等省最为严重。

  4、工程环境效应。密集高层建筑群汪衫等工程环境效应是近年来新的沉降制约因素,在地区城市化进程中不断显露,在部分地区的大规模城市改造建设中地面沉降效应明显。

地陷是什么原因

造成地陷的原因有两种情况:一种是大量抽取地下水所散档引起;另一种则是因为地质构造运动、地震等造成地陷。

在电视新闻当中,有时候会看到,某个城市的道路发生地陷,造成人员伤亡的报道,不少人就想知道,地陷是因为什么原因造成的呢?下面让我们一起去了解吧。

详细内容 01

人为地面沉降主要是大量抽取地下水所致,包括构造沉降、抽水沉降和采空沉降三种类型。

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构造沉降,由地壳沉降运动引起的地面下沉现象;抽水沉降,由于过量抽汲地下水(或油、气)引起水位(或油、气压)下降,在欠固结或半固结土层分布区,土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象;因地下大面积采空引起顶板岩(土)体下沉而造成的地面碟状洼地现象。

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自然原因是:地壳的构造运动和地表土壤的自然压冲简乱实。人为原因是:抽汲地下水、采掘固体矿产、开采石油、天然气、抽汲卤咐档水、地面下施工如地铁施工等。

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人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。地底下的水侵蚀地层,带走土石,形成中空的漏斗,一旦不足以支撑地表重力,就会导致地陷。虽然地底是空的,但是充斥着地下水,维系压力平衡。如果地下水流失,平衡被破坏,地表就会坍塌。

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过量开采地下液体或气体,致使贮存这些液、气体的沉积层的孔隙压力发生趋势性的降低,有效应力相应增大,从而导致地层的压密。地面上的人为振动作用(大型机械、机动车辆等及爆破等引起的地面振动)在一定条件下也可引起土体的压密变形。

地面塌陷的形成机制

地面塌陷是在特定地质条件下,因某种自然因素或人为因素触发而形成的地质灾害。由于不同地区地质条件相差很大,地下洞室拱顶失稳塌陷的主导因素不同,形成地面塌陷的原因很多。因此,对地面塌陷成因机制的认识存在着多种观点。

1.潜蚀机制

在地下水流作用下,岩溶洞穴和含盐土洞中的物质和上覆盖层沉积物产生潜蚀、冲刷和掏空作用,岩溶洞穴或溶蚀裂隙中的充填物被水流搬运带走,在上覆盖层底部的洞穴或裂隙开口处产生空洞。若地下水位下降,则渗透水压力在覆盖层中产生垂向的渗透潜蚀作用,土洞不断向上扩展最终导致地面塌陷。

岩溶洞穴或溶蚀裂隙的存在、上覆土层的不稳定是塌陷产生的物质基础,地下水对土层的侵蚀搬运作用是引起塌陷的动力条件。自然条件下,地下水对岩溶洞穴或裂隙充填物质和上覆土层的潜蚀作用很缓慢,规模一般不大;人为抽取地下水,使地下水的侵蚀搬运作用大大加强知羡,促进了地面塌陷的发生和发展。此类塌陷的形成过程大体可分为四个阶段:

1)在抽水、排水过程中,地下水位降低,对上覆土层的浮托力减小,水力坡度增大,水流速度加快,潜蚀作用加强。溶洞充填物在地下水的潜蚀、搬运作用下被带走,松散层底部土体下落、流失而出现拱形崩落,形成隐伏土洞。

2)隐伏土洞在地下水持续的动水压力及上覆土体的自重作用下,崩落、迁移,洞体不断向上扩展,引起地面沉降。

3)地下水不断侵蚀、搬运崩落体,隐伏土亮族洞继续向上扩展。当上覆土体的自重压力逐渐接近洞体的极限抗剪强度时,地面沉降加剧,在张性压力作用下,地面开裂。

4)当上覆土体自重压力超过洞体的极限强度时,地面产生塌陷。同时,在其周围伴生有开裂现象。这是因为土体在塌落过程中,不但在垂直方向产生剪切应力,还在水平方向产生张力所致。

潜蚀致塌论解释了某些岩溶地面塌陷事件的成因。按照该理论,岩溶上方覆盖层中若没有地下水或地面渗水以较大的动水压力向下渗透,就不会产生塌陷。但有时岩溶洞穴上方的松散覆盖层中完全没有渗透水流仍会产生塌陷,说明潜蚀作用还不足以说明所有的岩溶地面塌陷的机制(纪万斌等,1993)。

2.真空吸蚀机制

根据气体体积与压力关系的玻意尔-马略特定律,在密封条件下,当温度恒定时,随着气体的体积增大,气体压力不断减小。在相对密敬猛弊封的承压岩溶网络系统中,由于采矿排水、矿井突水或大流量开采地下水,地下水水位大幅度下降。当水位降至较大洞穴覆盖层的底面以下时,空洞内的地下水面与上覆洞穴顶板脱开,出现无水充填的洞穴空腔。随着水位持续下降,空洞体积不断增大,空洞中的气体压力不断降低,从而导致空洞内形成负压。洞穴顶板覆盖层在自身重力及溶洞内真空负压的影响下向下剥落或塌落,在地表形成塌陷坑或陷沟。

3.其他地面塌陷形成机制

1)重力致塌模式:是指因自身重力作用使洞穴上覆盖层逐层剥落或者整体下陷而产生地面塌陷的过程和现象。它主要发生在地下水位埋藏深、溶洞及土洞发育的地区。

2)冲爆致塌模式:洞穴通道、空洞及土洞中蓄存的高压气团和水头,随着地下水位上涨,压力不断增加;当其压强超过洞穴顶板的极限强度时,就会冲破岩土体发生“爆破”并使岩土体破碎;破碎的岩土体在自身重力和水流的作用下陷入岩溶洞穴,在地面则形成塌陷。冲爆致塌现象常发生于地下暗河的下游。

3)振动致塌模式:是指由于振动作用,使岩土体发生破裂、位移和砂土液化等现象,降低了岩土体的机械强度,从而发生地面塌陷。在岩溶发育地区,地震、爆破或机械振动等经常引发地面塌陷,如辽宁省营口地震时,孤山乡第四纪松散沉积物覆盖型岩溶区,由于地震引起砂土液化,出现了200多个岩溶塌陷坑。

4)荷载致塌模式:是指溶洞或土洞的覆盖层和人为荷载超过了洞顶盖层的强度,压塌洞顶盖层而发生的塌陷过程和现象。如水库蓄水,尤其是高坝蓄水,可将库底岩溶洞穴的顶盖压塌,造成库底塌陷,库水大量流失。

应当指出,地面塌陷实际上常常是在几种因素的共同作用下发生的。例如,洞顶的土层在受到潜蚀作用的同时,往往还受到自身的重力作用。

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