人类工程活动造成的环境岩土工程问题课件

1、人类工程活动造成的环境岩土工程问题七七 人类工程活动造成的环境岩土工程问题人类工程活动造成的环境岩土工程问题人类工程活动造成的环境岩土工程问题教学内容教学内容1 1 打桩对周围环境的影响打桩对周围环境的影响2 2 基坑开挖造成地面移动或失稳基坑开挖造成地面移动或失稳3 3 软土隧道推进时的地面移动软土隧道推进时的地面移动4 4 抽汲地下水引起的地面沉降抽汲地下水引起的地面沉降5 5 采空区地面变形与地面塌陷采空区地面变形与地面塌陷人类工程活动造成的环境岩土工程问题解决解决工程与环境之间的矛盾工程与环境之间的矛盾的的几点原则几点原则u 环境补偿的原则环境补偿的原则 工程活动中破坏的环境，待工程建

2、设结束后重新恢复工程活动中破坏的环境，待工程建设结束后重新恢复u 工程避让的原则工程避让的原则对于环境非常复杂，工程活动对环境造成很大影响时，对于环境非常复杂，工程活动对环境造成很大影响时，工程项目应另选场地或改变设计工程项目应另选场地或改变设计u 环境保护的原则环境保护的原则 当环境和工程都不能退让时，工程应该采取各种措施当环境和工程都不能退让时，工程应该采取各种措施u 环境治理的原则环境治理的原则某些工程活动对于环境影响，应采取整治的方法某些工程活动对于环境影响，应采取整治的方法人类工程活动造成的环境岩土工程问题1 1 打桩对周围环境的影响打桩对周围环境的影响 预制桩及沉管灌注桩等挤土桩，

3、在沉桩过程中，桩周地预制桩及沉管灌注桩等挤土桩，在沉桩过程中，桩周地表表土体隆起土体隆起，桩周土体受到强烈挤压扰动，桩周土体受到强烈挤压扰动，土体结构被土体结构被破坏破坏 探讨受打桩扰动后桩周土的工程特性，对合理进行探讨受打桩扰动后桩周土的工程特性，对合理进行桩基桩基设计设计具有重要意义具有重要意义人类工程活动造成的环境岩土工程问题 打入预制桩第一节桩体打入预制桩第一节桩体人类工程活动造成的环境岩土工程问题 打入预制桩电焊接桩打入预制桩电焊接桩人类工程活动造成的环境岩土工程问题 打入预制桩末节桩体打入预制桩末节桩体人类工程活动造成的环境岩土工程问题1.1 1.1 桩挤土效应的理论分析桩挤土效应

4、的理论分析(1)(1)小孔扩张理论小孔扩张理论 对饱和软土，其塑性区任一点的应力两个方向对饱和软土，其塑性区任一点的应力两个方向( (径向径向 、切向切向 ) )上的总应力增量上的总应力增量1ln2RCurrt1ln2RCutR-R-塑性区半径塑性区半径c cu u-土的不排水强度土的不排水强度-离桩心距离离桩心距离塑性区的应力塑性区的应力变化变化人类工程活动造成的环境岩土工程问题弹性区的应力弹性区的应力变化变化2Rr2RtR-R-塑性区半径塑性区半径c cu u-土的不排水强度土的不排水强度-离桩心距离离桩心距离人类工程活动造成的环境岩土工程问题塑性区边界上塑性区边界上径向位移、塑性区半径及

5、径向位移、塑性区半径及桩土界面的挤压力桩土界面的挤压力P Pu u-桩土界面径向挤压应桩土界面径向挤压应力力c cu u-土的不排水强度土的不排水强度u up p-塑性区边界上的径向塑性区边界上的径向位移位移E-E-土的弹性模量土的弹性模量-土的泊松比土的泊松比upCREu1uCErR12112lnuuuCECP人类工程活动造成的环境岩土工程问题(2)(2)强扰动区的范围强扰动区的范围 当土体确定后，土的力学指标当土体确定后，土的力学指标E E、c c、不变，塑性区半不变，塑性区半径与小孔径与小孔直径直径呈线性关系呈线性关系 由图可知，当土体的泊松比由图可知，当土体的泊松比一定时，一定时，R/

6、dR/d值随着土体强度值随着土体强度指标指标c c、的增大而逐渐减小的增大而逐渐减小， R/dR/d值随着土体值随着土体弹性模量的弹性模量的增大而逐渐增大增大而逐渐增大人类工程活动造成的环境岩土工程问题1.2 1.2 沉桩挤土效用的数值模拟沉桩挤土效用的数值模拟 沉桩向深、大方向发展，推动沉桩问题的数值分析方法沉桩向深、大方向发展，推动沉桩问题的数值分析方法正日趋完善正日趋完善 采用一些大型土木工程数值分析软件（采用一些大型土木工程数值分析软件（ANSYS ANSYS 、FLACFLAC软软件），对沉桩挤土及稳定性进行数值模型模拟件），对沉桩挤土及稳定性进行数值模型模拟人类工程活动造成的环境岩

7、土工程问题1.3 1.3 沉桩对周围环境的影响沉桩对周围环境的影响(1)(1)噪音的影响噪音的影响 打桩时柴油锤产生的打桩时柴油锤产生的噪音可高达噪音可高达120dB120dB以上，一根长桩以上，一根长桩至少要锤击几百次乃至几千次。这对附近的学校、医院、至少要锤击几百次乃至几千次。这对附近的学校、医院、居民、机关等都具有一定的干扰作用，打桩产生的噪音居民、机关等都具有一定的干扰作用，打桩产生的噪音影响人们学习、工作和休息影响人们学习、工作和休息人类工程活动造成的环境岩土工程问题(2)(2)振动的影响振动的影响 打桩时会产生一定的振动波向四周扩散。振动对人来说，打桩时会产生一定的振动波向四周扩散

8、。振动对人来说，较长时间处在一个周期性微振动作用下，会感到难受。较长时间处在一个周期性微振动作用下，会感到难受。特别是住在木结构房屋内的居民，地板、家具都会不停特别是住在木结构房屋内的居民，地板、家具都会不停地摇晃，对年老有病的人影响尤大地摇晃，对年老有病的人影响尤大 在通常情况下，振动对建筑物不会造成破坏性的影响。在通常情况下，振动对建筑物不会造成破坏性的影响。点振源点振源，迅速衰减迅速衰减, ,精密机床、仪器仪表的正常操作精密机床、仪器仪表的正常操作有有影响影响人类工程活动造成的环境岩土工程问题(3)(3)挤土效应的影响挤土效应的影响 桩打桩打入入地下时，地下时，桩身将置换同体积的土桩身将

9、置换同体积的土。因此在打桩。因此在打桩区内和打桩区外一定范围内的地面，会发生坚向和水区内和打桩区外一定范围内的地面，会发生坚向和水平向的位移平向的位移 大量土体的移动常导致邻近的建筑物发生裂缝、道路大量土体的移动常导致邻近的建筑物发生裂缝、道路路面损坏、水管爆裂、煤气泄漏、边坡失稳等等一系路面损坏、水管爆裂、煤气泄漏、边坡失稳等等一系列事故列事故人类工程活动造成的环境岩土工程问题上海外白渡桥立剖面图上海外白渡桥立剖面图人类工程活动造成的环境岩土工程问题上海外白渡桥立剖面图上海外白渡桥立剖面图人类工程活动造成的环境岩土工程问题人类工程活动造成的环境岩土工程问题按桩的挤土效应，桩可分为按桩的挤土效

10、应，桩可分为u 排挤土桩排挤土桩如混凝土预制桩、木桩等；排土的体积与桩的外包体如混凝土预制桩、木桩等；排土的体积与桩的外包体积相等积相等u 非排挤土桩非排挤土桩排挤土的体积为零。如钻孔灌注桩、挖孔桩等排挤土的体积为零。如钻孔灌注桩、挖孔桩等u 低排挤土桩低排挤土桩 排挤土的体积小于桩的外包体积，如开口的钢管桩，排挤土的体积小于桩的外包体积，如开口的钢管桩，工字钢桩等工字钢桩等人类工程活动造成的环境岩土工程问题减少桩挤土影响的措施减少桩挤土影响的措施(1)(1)预钻孔取土打桩预钻孔取土打桩 先在打桩的位置上用螺旋钻钻成一直径不大于桩径先在打桩的位置上用螺旋钻钻成一直径不大于桩径2 23 3、深度

11、不大于桩长深度不大于桩长2 23 3的孔，然后在孔位上打桩的孔，然后在孔位上打桩(2)(2)设置防挤孔设置防挤孔 在打桩区内或在打桩区外，打设若干个出土的孔。出土在打桩区内或在打桩区外，打设若干个出土的孔。出土孔的数量可按挤土平衡的原理估算孔的数量可按挤土平衡的原理估算(3)(3)合理安排打桩顺序和方向合理安排打桩顺序和方向 对着建筑物打桩比背着建筑物打桩的挤土效应要不利得对着建筑物打桩比背着建筑物打桩的挤土效应要不利得多多人类工程活动造成的环境岩土工程问题(4)(4)控制打桩速率控制打桩速率 打桩速度越快，挤土效应越显著打桩速度越快，挤土效应越显著(5)(5)设置排水措施设置排水措施 促使由

12、打桩挤压引起的超孔隙水应力消散促使由打桩挤压引起的超孔隙水应力消散(6)(6)其他其他 如设置防振沟等等如设置防振沟等等加强施工过程中打桩对周围环境的影响监测加强施工过程中打桩对周围环境的影响监测人类工程活动造成的环境岩土工程问题2 2 基坑开挖造成地面移动或失稳基坑开挖造成地面移动或失稳 随着经济建设的发展，高层建筑的基坑面积越来越大，随着经济建设的发展，高层建筑的基坑面积越来越大，深度也越来越深深度也越来越深 减少基坑开挖对周围环境的影响减少基坑开挖对周围环境的影响 要有合理的支护体系及防渗措施要有合理的支护体系及防渗措施 需要挖土施工的密切配合需要挖土施工的密切配合 建立行之有效的监测系

13、统建立行之有效的监测系统人类工程活动造成的环境岩土工程问题2.1 2.1 深、大基坑工程及其环境土工问题深、大基坑工程及其环境土工问题（1 1）地表沉降与土层位移）地表沉降与土层位移 墙体弹性变位墙体弹性变位 基坑卸载回弹、塑性隆起、降水不当引起的管涌、基坑卸载回弹、塑性隆起、降水不当引起的管涌、翻砂翻砂 墙外土层固结沉降墙外土层固结沉降 井点或深井降水带走土砂井点或深井降水带走土砂( (也是一种地层损失也是一种地层损失) ) 墙段接头处土砂漏失墙段接头处土砂漏失 槽壁开挖，地层向槽内变形槽壁开挖，地层向槽内变形人类工程活动造成的环境岩土工程问题（2 2）基坑变形控制的环保等级标准）基坑变形控

14、制的环保等级标准 保护等级 地面最大降量及围护结构不平位移控制要求 环保保护要求 特级 1.地面最大沉降量 0.1H 2.围护墙最大水平位移 0.14H 3.Ks2.2 基坑周围 10m 范围内设有地铁、共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要建筑及设施、必须确保安全。 一级 l.地面最大沉降量 0.2H 2.围护墙最大水平位移 0.3H 3.Ks2.0 离基坑周围范围内没有重要的干线水管、对沉降敏感的大型构筑物、建筑物 二级 1.地面最大沉降量 0.5H 2.围护墙最大水平位移 0.7H 3.Ks1.5 离基坑周围丑范围内没有较重要支线管道和建筑物、地下设施 三级 1.地面最大沉降量 1H 2.

15、围护墙最大水平位移 0.7H 3.Ks1.2 离基坑周围 mm 范围内没有需保护的建筑设施和构筑物，地下管线 注：H 为基坑挖深，Ks为基底隆起安全系数，按圆弧滑动公式算出(c，取峰值的 70)。 人类工程活动造成的环境岩土工程问题（3 3）基坑施工的时空效应问题）基坑施工的时空效应问题l 基坑施工稳定和变形基坑施工稳定和变形 基坑土方每步开挖的空间尺寸基坑土方每步开挖的空间尺寸 开挖顺序。采取支撑提前、快撑快挖的措施开挖顺序。采取支撑提前、快撑快挖的措施 无支撑情况下，每步开挖土体的暴露时间无支撑情况下，每步开挖土体的暴露时间 围护结构水平位移围护结构水平位移 基坑抗隆起的稳定性基坑抗隆起的

16、稳定性l 基坑施工的时空效应基坑施工的时空效应 谋求最大限度地调动、利用和发挥土体自身控制地层变谋求最大限度地调动、利用和发挥土体自身控制地层变形位移的潜力，以求保护工程周边环境形位移的潜力，以求保护工程周边环境人类工程活动造成的环境岩土工程问题（4 4）地铁车站深大基坑的施工技术要求地铁车站深大基坑的施工技术要求 撑后挖，留土堤撑后挖，留土堤 对支撑施加设计轴力对支撑施加设计轴力(30(307070) )的的预应力预应力 每步开挖及支撑的时限每步开挖及支撑的时限t tr r24h24h 坑内坑内井点降水井点降水以固结土体、改善土性，减少土的以固结土体、改善土性，减少土的流变发展流变发展人类工

17、程活动造成的环境岩土工程问题（5 5）变形监控）变形监控 施工工况实施情况跟踪观察施工工况实施情况跟踪观察 日夜不中断的现场监测与险情及时预测和预报日夜不中断的现场监测与险情及时预测和预报 定量反馈分析，信息化设计施工定量反馈分析，信息化设计施工 及时修改、调整施工工艺参数及时修改、调整施工工艺参数 及时提出、检验、改进设计施工技术措施及时提出、检验、改进设计施工技术措施 人类工程活动造成的环境岩土工程问题苏州某基坑工程变形监测苏州某基坑工程变形监测Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q1Q18Q17Q16Q15Q14Q13Q12Q11Q10Q9P1P2P3P4P5P6P7P08Sw1Sw2Sw3Sw

18、4Sw5Sw6P1P2P3P4P5Q1Q18P1P8P1P5Sw1Sw6围护顶部变形监测点围护结构侧向位移监测孔坑外潜水水位观测孔周边地表沉降剖面监测点南环高架G3G2G4G5G1D1D2D3D4D6D5地下管线变形监测点高架立柱沉降监测点D1D6G1G5人类工程活动造成的环境岩土工程问题监测频率及报警值监测频率及报警值 基坑的监测周期为基坑开挖开始时进场监测，地下室施工至基坑的监测周期为基坑开挖开始时进场监测，地下室施工至0.00m0.00m后结束监测后结束监测在基坑降水开挖期间，做到一日一测。在基坑降水开挖期间，做到一日一测。基坑监测频率至少每天一次，开挖时应每天基坑监测频率至少每天一次，

19、开挖时应每天2 2次，如有异常应次，如有异常应加密频率加密频率根据建筑基坑工程监测技术规范，结合场地的规模及工程地根据建筑基坑工程监测技术规范，结合场地的规模及工程地质水文地质条件，本工程的报警值确定如下：围护结构水平质水文地质条件，本工程的报警值确定如下：围护结构水平、垂直位移大于、垂直位移大于3mm/3mm/日或累计大于日或累计大于50mm50mm；坑外地下水位最大；坑外地下水位最大下降率大于下降率大于500mm500mm；管线水平、垂直位移大于；管线水平、垂直位移大于2mm/2mm/日或累计位日或累计位移移10 mm10 mm；周边地表沉降大于；周边地表沉降大于3 3/ /天或累计沉降大

20、于天或累计沉降大于3030；周；周边建筑物沉降变化速率大于边建筑物沉降变化速率大于2 2/ /天或累计沉降大于天或累计沉降大于1010人类工程活动造成的环境岩土工程问题020406080024681012水平位移量/mm时间/d Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16 Q17 Q18桩顶水平位移变化图桩顶水平位移变化图0204060801000.00.51.01.52.02.5 水平位移量/mm时间/d D1 D2 D3 D4 D5 D6地下管线水平位移变化图地下管线水平位移变化图人类工程活动造成的环境岩土工程问题10864

21、2005101520 埋深/m侧向位移/mm 开挖6天 开挖11天 开挖16天 开挖21天 开挖26天 开挖30天 开挖35天 开挖49天 开挖65天108642005101520 埋深/m侧向位移/mm 开挖6天 开挖11天 开挖16天 开挖21天 开挖26天 开挖30天 开挖35天 开挖49天 开挖65天CX7CX7水平位移水平位移 CX8CX8水平位移水平位移人类工程活动造成的环境岩土工程问题02040600.00.10.20.30.40.5沉降量/mm时间/d P1 P2 P3 P4 P5周边地表沉降周边地表沉降 0204060801000.00.20.40.60.81.0 沉降量/m

22、m时间/d F1 F2 F3 F4 F5 F6周边建筑物沉降周边建筑物沉降人类工程活动造成的环境岩土工程问题（6 6）减少沉降的措施）减少沉降的措施 采取采取刚度较大刚度较大的地下连续结构的地下连续结构 分层分段开挖，并分层分段开挖，并设置支撑设置支撑 基底土加固基底土加固 坑外坑外注浆加固注浆加固 增加维护结构入土深度和墙外帷幕增加维护结构入土深度和墙外帷幕 尽量尽量缩短基坑施工时间缩短基坑施工时间 降水时，应合理选用井点类型，降水时，应合理选用井点类型，优选滤网优选滤网，适当放缓，适当放缓降水漏斗线坡度，降水漏斗线坡度，设置隔水帷幕设置隔水帷幕 在保护区内设置在保护区内设置回灌系统回灌系统

23、 尽量尽量减少降水次数减少降水次数（预防流土、管涌）（预防流土、管涌）人类工程活动造成的环境岩土工程问题2.2 2.2 深基坑开挖对临近地下管线的影响深基坑开挖对临近地下管线的影响（1 1）地下管线位移计算）地下管线位移计算 地下管线位移计算可按竖向和水平两个方向的位移分别地下管线位移计算可按竖向和水平两个方向的位移分别计算计算人类工程活动造成的环境岩土工程问题(2)(2)地下管线竖向位移计算地下管线竖向位移计算人类工程活动造成的环境岩土工程问题（3 3）地下管线水平位移方程）地下管线水平位移方程y(x) y(x) 人类工程活动造成的环境岩土工程问题3 3 软土隧道推进时的地面移动软土隧道推进

24、时的地面移动 在软土地层中，地铁、污水隧道等常采用盾构法施工。在软土地层中，地铁、污水隧道等常采用盾构法施工。盾构在地下推进时，地表会发生不同程度的变形盾构在地下推进时，地表会发生不同程度的变形 地表的变形与地表的变形与隧道的埋深隧道的埋深、盾构的直径盾构的直径、软土的特性软土的特性、盾构的盾构的施工方法施工方法、衬砌背面的压浆工艺衬砌背面的压浆工艺等因素有关等因素有关人类工程活动造成的环境岩土工程问题人类工程活动造成的环境岩土工程问题3.1 3.1 盾构掘进中的环境问题盾构掘进中的环境问题 由于盾构掘进引起地层扰动，产生诸如土体由于盾构掘进引起地层扰动，产生诸如土体地表沉降地表沉降和和分层分

25、层土体移动土体移动、土体应力土体应力、含水量含水量、孔隙水压力孔隙水压力、弹性弹性模量模量、泊松比泊松比、强度强度和和承载力承载力等物理力学参数的变化等物理力学参数的变化（1 1）盾构在地下管网交叉、密集区段掘进施工）盾构在地下管网交叉、密集区段掘进施工（2 2）盾构穿越大楼群桩）盾构穿越大楼群桩（3 3）盾构通过不良地段（流塑性粉砂、富含沼气软弱夹层）掘）盾构通过不良地段（流塑性粉砂、富含沼气软弱夹层）掘 进施工进施工（4 4）盾构进、出工作井施工）盾构进、出工作井施工（5 5）盾构作业面因土压或泥水加压不平衡，导致涌泥、流沙）盾构作业面因土压或泥水加压不平衡，导致涌泥、流沙 。人类工程活动

26、造成的环境岩土工程问题武警战士正用黄沙武警战士正用黄沙填堵凹陷的地面填堵凹陷的地面 2003 2003年年7 7月月2 2日凌日凌晨，上海地铁四号线晨，上海地铁四号线发生地面沉陷事故，发生地面沉陷事故，楼房倒塌，外滩防汛楼房倒塌，外滩防汛墙被破坏墙被破坏人类工程活动造成的环境岩土工程问题3.2 3.2 盾构施工而土体扰动相关的课题盾构施工而土体扰动相关的课题 盾构周边土体因开挖而卸荷变形盾构周边土体因开挖而卸荷变形 盾构掘进时周边土体超孔隙水压力分布及其变化盾构掘进时周边土体超孔隙水压力分布及其变化 盾构掘进时土体受施工扰动的变形地表沉降盾构掘进时土体受施工扰动的变形地表沉降 受施工扰动土体力

27、学性质的变异受施工扰动土体力学性质的变异 盾构轴线上方地表中心沉降与土体受施工扰动范围的盾构轴线上方地表中心沉降与土体受施工扰动范围的关系关系 地表沉降与施工条件的关系地表沉降与施工条件的关系人类工程活动造成的环境岩土工程问题3.3 3.3 盾构掘进引起的土体沉降机理盾构掘进引起的土体沉降机理（1 1）水和泥浆的扰动）水和泥浆的扰动 盾构经过的地区，可能引起盾构经过的地区，可能引起地下水含量和紊流运动地下水含量和紊流运动状状态的改变态的改变 泥水盾构的大量泥浆外排回灌，给周围环境带来不良泥水盾构的大量泥浆外排回灌，给周围环境带来不良影响影响（2 2）对不良土层的影响）对不良土层的影响 盾构法施

28、工刀盘的切削旋转振动引起饱和盾构法施工刀盘的切削旋转振动引起饱和砂土或砂质砂土或砂质粉土的部分液化粉土的部分液化 含砂土颗粒的泥水不断沿衬砌管片接缝渗入，引起局含砂土颗粒的泥水不断沿衬砌管片接缝渗入，引起局部土体坍塌部土体坍塌人类工程活动造成的环境岩土工程问题（3 3）周围土体应力状态的变化周围土体应力状态的变化盾构掘进施工引起的土体沉降机理 沉降类型 原 因 应力扰动 变形机理 I 盾构工作面前方土体隆起 工作面处施加的土压力过大；上隆(过小：沉降) 孔隙水压力增大， 总应力增大 土体压缩产生弹塑性变形 初始沉降 土体受挤压而压密 孔隙水压力消散， 有效应力增大 孔隙比减小， 土体固结 盾构

29、通过时的沉降 土体施工扰动，盾壳与土体间剪错。出土量过多 土体应力释放 弹塑性变形 盾尾空隙沉降 土体失去盾构支撑，因建筑空隙产生地层损失，管片后背注浆不及时 土体应力释放 弹塑性变形 V 土体次固结沉降 土体后续时效变形(土体后期蠕变) 土体应力松弛 蠕变压缩 l 周围地层变形的内在原因周围地层变形的内在原因 土体的初始应力状态发生变化，使得原状土经历了挤压、土体的初始应力状态发生变化，使得原状土经历了挤压、剪切、扭曲等复杂的应力路径剪切、扭曲等复杂的应力路径人类工程活动造成的环境岩土工程问题3.4 3.4 盾构掘进对土体的影响范围盾构掘进对土体的影响范围rrrrpprrcccccpaRsi

30、n2sin1tancostanR-R-塑性区外半径塑性区外半径aa隧道半径隧道半径pp扩张压力扩张压力D Dp p塑性变性区塑性变性区D De e弹性变性区弹性变性区人类工程活动造成的环境岩土工程问题4 4 抽汲地下水引起的地面沉降抽汲地下水引起的地面沉降4.1 4.1 地下水位上升引起的岩土工程问题地下水位上升引起的岩土工程问题（1 1）浅基础地基承载力降低）浅基础地基承载力降低 无论是粘性土还是砂性土其承载能力都随着地下水位上无论是粘性土还是砂性土其承载能力都随着地下水位上升而下降升而下降 粘性土承载力最大下降率为粘性土承载力最大下降率为50%50%；砂性土承载力最大下降；砂性土承载力最大

31、下降率为率为70%70%人类工程活动造成的环境岩土工程问题（2 2）砂土地震液化加剧）砂土地震液化加剧 随着地下水位上升，砂土抵抗砂土液化能力随之减弱随着地下水位上升，砂土抵抗砂土液化能力随之减弱 砂土的敏感影响区（地下水位砂土的敏感影响区（地下水位2m2m）：随着土体含水量的）：随着土体含水量的提高而加大，随着上覆土层的浅化而加剧提高而加大，随着上覆土层的浅化而加剧（3 3）建筑物震陷加剧）建筑物震陷加剧 对于粉细砂土：越疏松或初始剪应力越小，地下水位上对于粉细砂土：越疏松或初始剪应力越小，地下水位上升对液化震陷影响越大升对液化震陷影响越大 对于粘性土：地下水位上升既促使其饱和，又扩大其饱对

32、于粘性土：地下水位上升既促使其饱和，又扩大其饱和范围，使本身的轻度较低，易发生塑性剪切破坏和范围，使本身的轻度较低，易发生塑性剪切破坏人类工程活动造成的环境岩土工程问题（4 4）土壤沼泽化、盐渍化）土壤沼泽化、盐渍化 地下水位上升，地表过湿呈沼泽化或由于强烈蒸发浓缩地下水位上升，地表过湿呈沼泽化或由于强烈蒸发浓缩作用，使盐分在上部岩土层中积聚形成盐渍土作用，使盐分在上部岩土层中积聚形成盐渍土（5 5）岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象）岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象 地下潜水位或河水上升时，岩土体浸润范围增大，浸润地下潜水位或河水上升时，岩土体浸润范围增大，浸润程度加剧

33、，岩土被水饱和、软化，降低了抗剪强度程度加剧，岩土被水饱和、软化，降低了抗剪强度（6 6）地下水位冻胀作用的影响）地下水位冻胀作用的影响 冻结状态的岩土体具有较高强度和较低压缩性冻结状态的岩土体具有较高强度和较低压缩性 当温度升高岩土体解冻后，其抗压和抗剪强度大大降低当温度升高岩土体解冻后，其抗压和抗剪强度大大降低，压缩性增高，地基变形，建筑物失稳，压缩性增高，地基变形，建筑物失稳人类工程活动造成的环境岩土工程问题（7 7）对建筑物的影响）对建筑物的影响 地下水位在基础底面压缩层范围内上升时，水浸润、软地下水位在基础底面压缩层范围内上升时，水浸润、软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物产

34、生较化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物产生较大的沉降变形大的沉降变形 地下水位上升使建筑物基础上浮，建筑物失稳地下水位上升使建筑物基础上浮，建筑物失稳（8 8）对湿馅性黄土、崩解性岩土、盐渍土的影响）对湿馅性黄土、崩解性岩土、盐渍土的影响 地下水位上升，增强水与岩土相互作用，导致岩土结构地下水位上升，增强水与岩土相互作用，导致岩土结构破坏，强度降低，压缩性增大破坏，强度降低，压缩性增大人类工程活动造成的环境岩土工程问题（9 9）膨胀性岩土产生胀缩变形）膨胀性岩土产生胀缩变形 膨胀性岩土地区，地下水位变化频繁或变化幅度大膨胀性岩土地区，地下水位变化频繁或变化幅度大时，岩土的膨胀收缩变形幅

35、度大，导致自身强度降时，岩土的膨胀收缩变形幅度大，导致自身强度降低或消失，引起建筑物的破坏低或消失，引起建筑物的破坏人类工程活动造成的环境岩土工程问题4.2 4.2 抽汲地下水产生的环境问题抽汲地下水产生的环境问题 地表塌陷地表塌陷 地面沉降地面沉降 海海( (咸咸) )水入侵水入侵 地裂缝的复活与产生地裂缝的复活与产生 地下水源枯竭，水质恶化地下水源枯竭，水质恶化人类工程活动造成的环境岩土工程问题（1 1）地表塌陷）地表塌陷 地下水位降深增大，水动力条件急剧改变，水对土体的地下水位降深增大，水动力条件急剧改变，水对土体的潜蚀能力增强，地表塌陷的数量增多，规模增大潜蚀能力增强，地表塌陷的数量增

36、多，规模增大 水位降深小，地表塌陷坑的数量少，规模小水位降深小，地表塌陷坑的数量少，规模小 当降深保持在基岩面以上且较稳定时，不易产生塌陷当降深保持在基岩面以上且较稳定时，不易产生塌陷人类工程活动造成的环境岩土工程问题（2 2）地面沉降）地面沉降 土层中孔隙水压力降低，颗粒间有效应力增加，地层压土层中孔隙水压力降低，颗粒间有效应力增加，地层压密超过一定限度时，表现出地面沉降密超过一定限度时，表现出地面沉降 当抽水时，在抽水井周围形成降水漏斗，在降水漏斗范当抽水时，在抽水井周围形成降水漏斗，在降水漏斗范围内的土层将发生沉降围内的土层将发生沉降人类工程活动造成的环境岩土工程问题（3 3）海水入侵）

37、海水入侵 近海地区的潜水或承压含水层往往与海水相连，并保持近海地区的潜水或承压含水层往往与海水相连，并保持某种平衡某种平衡 如果大量开采陆地地下淡水，引起大面积地下水位下降，如果大量开采陆地地下淡水，引起大面积地下水位下降，从而引起海水入侵，使淡水水质变坏，加强水的腐蚀性从而引起海水入侵，使淡水水质变坏，加强水的腐蚀性人类工程活动造成的环境岩土工程问题（4 4）地裂缝的产生和复活）地裂缝的产生和复活 地裂缝主要发生在河南、陕西、江苏、湖北、贵州、河地裂缝主要发生在河南、陕西、江苏、湖北、贵州、河北等省，多为北等省，多为地下水开采地下水开采、煤矿采空煤矿采空及及降雨降雨等因素造成等因素造成人类工

38、程活动造成的环境岩土工程问题（5 5）地下水源枯竭与水质恶化）地下水源枯竭与水质恶化 盲目开采地下水，当开采量大于补给量时，地下水资源盲目开采地下水，当开采量大于补给量时，地下水资源就会逐渐减少，以致枯竭就会逐渐减少，以致枯竭 造成泉水断流、井水枯干，地下水中有害离子量增多，造成泉水断流、井水枯干，地下水中有害离子量增多，矿化度增高矿化度增高人类工程活动造成的环境岩土工程问题（6 6）建筑物的影响）建筑物的影响人类工程活动造成的环境岩土工程问题人类工程活动造成的环境岩土工程问题（7 7）抽汲地下水出现环境问题的现状）抽汲地下水出现环境问题的现状 据最新统计据最新统计( (中国日报，中国日报，2

39、0042004年年7 7月月2323日日) )我国已有我国已有5050多个多个城市由于过量的抽汲地下水造成城市由于过量的抽汲地下水造成48655km48655km2 2的地面沉降的地面沉降人类工程活动造成的环境岩土工程问题4.3 4.3 人工回灌与地面回弹人工回灌与地面回弹（1 1）回灌对地面沉降的影响）回灌对地面沉降的影响 抽汲地下水导致地面沉降，是由于抽汲地下水导致地面沉降，是由于地下水位下降地下水位下降，导致，导致孔隙水压力降低孔隙水压力降低，土中有效应力增加土中有效应力增加，地层发生压密变地层发生压密变形形的外在表现的外在表现 回灌回灌，则有利于稳定地下水位，并促使，则有利于稳定地下水位，并促使地下水位回升地下水位回升，使土中使土中孔隙水压力增大孔隙水压力增大，土颗粒间的接触应力减小，土颗粒间的接触应力减小，土土层发生膨胀层发生膨胀，从而导致地面回弹可控制地面沉降，从而导致地面回弹可控制地面沉降人类工程活动造成的环境岩土工程问题l 在地下水集中开采地区，如沪东工业区在地下水集中开采地区，如沪