第2章變形體的變形規(guī)律

1、1變形與沉陷工程學(xué)變形與沉陷工程學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院環(huán)境與測繪學(xué)院 郭廣禮郭廣禮電話：電話：1535163203815351632038郵箱：郵箱：GUOGL65126.COMGUOGL65126.COM2.1 2.1 巖石的物理力學(xué)性質(zhì)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)2.2 2.2 建筑物變形規(guī)律及影響因素建筑物變形規(guī)律及影響因素2.3 2.3 大壩變形規(guī)律及影響因素大壩變形規(guī)律及影響因素2.4 2.4 抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素22 2 變形體的變形規(guī)律變形體的變形規(guī)律 變形是自然界的普遍現(xiàn)象，是指變形是自然界的普遍現(xiàn)象，是指變形體在各種荷載變形體在各種荷載作用下，形狀

2、、大小及位置在時空域中的變化作用下，形狀、大小及位置在時空域中的變化。變變形體的變形體的變形形：與與變變形體自身特征及外部載荷情況密切相形體自身特征及外部載荷情況密切相關(guān)關(guān)；不不同的變形體、不同的載荷所產(chǎn)生的變形在大小、性同的變形體、不同的載荷所產(chǎn)生的變形在大小、性質(zhì)、分布等方面均有很大的差別質(zhì)、分布等方面均有很大的差別。工業(yè)工業(yè)與民用建筑物變與民用建筑物變形形，大大壩變壩變形形，抽抽水水地表地表變變形形礦礦區(qū)開采沉陷區(qū)開采沉陷32 2 變形體的變形規(guī)律變形體的變形規(guī)律2.1.1 2.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)2.1.2 2.1.2 巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì)42.1 巖石的物理力

3、學(xué)性質(zhì)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)一、巖石的質(zhì)量指標(biāo)一、巖石的質(zhì)量指標(biāo)（1 1）巖石的密度）巖石的密度52.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)（2 2）巖石的比重）巖石的比重 巖石比重取決于巖石比重取決于：組成巖石的礦物比重及其在巖石中組成巖石的礦物比重及其在巖石中的相對含量，而與巖石的空隙性和吸水性無關(guān)。的相對含量，而與巖石的空隙性和吸水性無關(guān)。 巖石的比重一般為巖石的比重一般為：2.53.3。62.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)二、巖石的體積指標(biāo)二、巖石的體積指標(biāo)（1 1）巖石的空隙性）巖石的空隙性 巖石的空隙性巖石的空隙性：巖石中孔隙性和裂隙等的統(tǒng)稱。巖石中孔隙性和裂隙等的統(tǒng)稱。 巖石中空

4、隙的發(fā)育程度用空隙率表示。巖石的空隙率巖石中空隙的發(fā)育程度用空隙率表示。巖石的空隙率n是指巖石的是指巖石的空隙體積空隙體積Vv與巖石總體積與巖石總體積V之比，以百分率表示，即之比，以百分率表示，即： 巖石空隙性對巖石的性質(zhì)有顯著影響。巖石空隙性對巖石的性質(zhì)有顯著影響。 一般說來，空隙率大的巖體，整體性較差，巖石的質(zhì)量密度較小，一般說來，空隙率大的巖體，整體性較差，巖石的質(zhì)量密度較小，強(qiáng)度較低，而透水性較好，風(fēng)化速度較快，反之亦然強(qiáng)度較低，而透水性較好，風(fēng)化速度較快，反之亦然。72.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)煤礦中常見巖石的空隙率見煤礦中常見巖石的空隙率見下下表表:82.1.1 巖石的

5、物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)巖石名稱巖石名稱空隙率空隙率% %巖石名稱巖石名稱空隙率空隙率% %礫巖礫巖0.80.810.010.0石灰?guī)r石灰?guī)r0.50.527.027.0砂巖砂巖1.61.628.028.0石英巖石英巖8.7泥巖泥巖3.03.07.07.0石英片巖石英片巖3.0頁巖頁巖0.40.410.010.0板巖板巖50.45泥灰?guī)r泥灰?guī)r1.01.010.010.0 （2 2）巖石的碎脹性及碎脹系數(shù)）巖石的碎脹性及碎脹系數(shù) 從巖體中采掘或崩落下來的碎石，其整個體積大于它在巖體內(nèi)從巖體中采掘或崩落下來的碎石，其整個體積大于它在巖體內(nèi)的體積。這

6、種體積增大的性質(zhì)，叫做的體積。這種體積增大的性質(zhì)，叫做巖石的碎脹性巖石的碎脹性。 通通常用碎脹系數(shù)常用碎脹系數(shù)KpKp來表示，即來表示，即 式中，式中， V為巖石破碎成塊后處于松散狀態(tài)下的體積；為巖石破碎成塊后處于松散狀態(tài)下的體積；V為巖石為巖石在整體情況下的體積。在整體情況下的體積。 巖石的碎脹系數(shù)恒大于巖石的碎脹系數(shù)恒大于1，其值取決于巖石的性質(zhì)以及破碎后的，其值取決于巖石的性質(zhì)以及破碎后的巖塊形狀和大小等因素。巖塊形狀和大小等因素。 一般是致密而堅硬的巖石，其碎脹系數(shù)愈大。一般是致密而堅硬的巖石，其碎脹系數(shù)愈大。 92.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)102.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖

7、石的物理性質(zhì) 煤礦中常見的幾種巖石的（殘余）碎脹系數(shù)表煤礦中常見的幾種巖石的（殘余）碎脹系數(shù)表巖石名稱巖石名稱碎脹系數(shù)碎脹系數(shù)Kp殘余碎脹系數(shù)殘余碎脹系數(shù)Kp砂砂1.051.011.03粘粘 士士1.201.20以下以下1.031.07碎碎 煤煤1.201.20以下以下1.05泥質(zhì)頁巖泥質(zhì)頁巖1.401.401.10砂質(zhì)頁巖砂質(zhì)頁巖1.601.601.801.801.101.15硬硬 砂砂 巖巖1.501.501.801.80/112.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)三、巖石的水理性質(zhì)三、巖石的水理性質(zhì)（1 1）巖石的含水性）巖石的含水性 巖石的含水性一般用濕度或含

8、水率表示。巖石的含水性一般用濕度或含水率表示。 巖石的含水率巖石的含水率是指巖石中水的重量是指巖石中水的重量 與巖石的烘干重量與巖石的烘干重量 之比，以百分率表示，即之比，以百分率表示，即 巖石含水的多少取決于巖石中空隙的大小和數(shù)量。巖石的含水巖石含水的多少取決于巖石中空隙的大小和數(shù)量。巖石的含水性對巖石的強(qiáng)度有影響，空隙大的巖石，水浸后其抗壓強(qiáng)度降低性對巖石的強(qiáng)度有影響，空隙大的巖石，水浸后其抗壓強(qiáng)度降低25%25%45%45%，一般也要降低，一般也要降低15%15%20%20%。致密的巖漿巖，由于空隙度小，。致密的巖漿巖，由于空隙度小，所以其強(qiáng)度降低最少。所以其強(qiáng)度降低最少。122.1.1

9、 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)（2 2）巖石的吸水性）巖石的吸水性 巖石在一定條件下吸收水分的性能稱為巖石的吸水性。它取巖石在一定條件下吸收水分的性能稱為巖石的吸水性。它取決于巖石中空隙的數(shù)量、大小、開閉程度和分布情況。決于巖石中空隙的數(shù)量、大小、開閉程度和分布情況。 吸水性通常以吸水率表示。吸水性通常以吸水率表示。 巖石的吸水率是指巖石試件在常溫常壓下吸入水分的重量與巖石的吸水率是指巖石試件在常溫常壓下吸入水分的重量與巖石的烘干重量的比值，以百分率表示，即巖石的烘干重量的比值，以百分率表示，即： 巖石吸水率的大小，取決于巖石所含空隙的數(shù)量和大小，開閉巖石吸水率的大小，取決于巖石所含空隙的數(shù)量

10、和大小，開閉程度及其分布情況。巖石的吸水率愈大，表明巖石中的空隙大，程度及其分布情況。巖石的吸水率愈大，表明巖石中的空隙大，數(shù)量多，并目連通性好，巖石的力學(xué)性質(zhì)差。數(shù)量多，并目連通性好，巖石的力學(xué)性質(zhì)差。132.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)（3 3）巖石的透水性）巖石的透水性 巖石能被水透過的性能稱為巖石的透水性。巖石能被水透過的性能稱為巖石的透水性。 水只能沿連通的空隙滲透，而大多數(shù)巖石中的空隙是連通水只能沿連通的空隙滲透，而大多數(shù)巖石中的空隙是連通的，在一定壓力作用下，水可以在巖石中通過（滲透）。的，在一定壓力作用下，水可以在巖石中通過（滲透）。 巖石透水性的強(qiáng)弱可用巖石透水性的強(qiáng)

11、弱可用滲透系數(shù)滲透系數(shù)來衡量，其值取決于巖石來衡量，其值取決于巖石空隙的大小、數(shù)量、方向及其連通程度。空隙的大小、數(shù)量、方向及其連通程度。 滲透系數(shù)滲透系數(shù)K K是指水在巖石中流動時，在單位流動途徑上水是指水在巖石中流動時，在單位流動途徑上水力坡度力坡度i為為1 1的條件下，單位時間內(nèi)通過流線法向單位面積的條件下，單位時間內(nèi)通過流線法向單位面積A A的流的流量量Q Q。其計算公式如下：。其計算公式如下：142.1.1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì) 滲透系數(shù)是一個重要的水文地質(zhì)參數(shù)，它不僅是衡量巖石透滲透系數(shù)是一個重要的水文地質(zhì)參數(shù)，它不僅是衡量巖石透水性能的指標(biāo)，而且是評價地下水資源和計算涌水

12、量的重要參數(shù)。水性能的指標(biāo)，而且是評價地下水資源和計算涌水量的重要參數(shù)。 通常是通過測定涌水量反算滲透系數(shù)。通常是通過測定涌水量反算滲透系數(shù)。 滲透系數(shù)可以在很大的范圍內(nèi)變化，按其數(shù)值大小將滲透程滲透系數(shù)可以在很大的范圍內(nèi)變化，按其數(shù)值大小將滲透程度劃分為五級。度劃分為五級。 幾種常見巖石透水性幾種常見巖石透水性巖石類型巖石類型礫巖礫巖粗砂巖粗砂巖中砂巖中砂巖細(xì)砂巖細(xì)砂巖亞粘土亞粘土粘土粘土K K（m/dm/d）5050202050505 520201 15 010.0010.001 三向非等壓抗壓強(qiáng)度三向非等壓抗壓強(qiáng)度 雙向抗壓強(qiáng)度雙向抗壓強(qiáng)度 單向單向抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度

13、單向抗剪強(qiáng)度單向抗剪強(qiáng)度 單向抗彎強(qiáng)度單向抗彎強(qiáng)度 單向抗拉強(qiáng)度。單向抗拉強(qiáng)度。 巖石各強(qiáng)度間存在下列關(guān)系：巖石各強(qiáng)度間存在下列關(guān)系：342.1.2 巖石的巖石的力學(xué)力學(xué)性質(zhì)性質(zhì)三、巖石的分類三、巖石的分類 巖石分類常用的方法巖石分類常用的方法：由由前前蘇聯(lián)普洛多吉亞柯諾夫于蘇聯(lián)普洛多吉亞柯諾夫于19261926年年所提出，簡稱為普氏分類法。所提出，簡稱為普氏分類法。 分類指標(biāo)分類指標(biāo) f：稱為普氏系數(shù)（又稱巖石硬度系數(shù)或巖石堅固稱為普氏系數(shù)（又稱巖石硬度系數(shù)或巖石堅固性系數(shù)）。采用巖石的單向抗壓強(qiáng)度確定。性系數(shù)）。采用巖石的單向抗壓強(qiáng)度確定。 把單向抗壓強(qiáng)度為把單向抗壓強(qiáng)度為10MPa10M

14、Pa的粘土硬度系數(shù)的粘土硬度系數(shù) f 定為定為1 1，其它巖石，其它巖石的硬度系數(shù)的硬度系數(shù) f 以其單向抗壓強(qiáng)度為粘土抗壓強(qiáng)度的倍數(shù)表示。以其單向抗壓強(qiáng)度為粘土抗壓強(qiáng)度的倍數(shù)表示。 在礦山工程中，為了使用上的方便，常常粗略地將巖石按硬在礦山工程中，為了使用上的方便，常常粗略地將巖石按硬度系數(shù)歸納為三類：度系數(shù)歸納為三類：堅硬巖石堅硬巖石：f8 8；中硬巖石；中硬巖石：3 3f8 8；軟巖石；軟巖石：f3 3352.1.2 巖石的巖石的力學(xué)力學(xué)性質(zhì)性質(zhì)級別級別軟硬程度軟硬程度巖巖 石石硬度系數(shù)硬度系數(shù)f極硬巖石極硬巖石最硬、最致密、膠結(jié)性最大的石英巖和玄武巖，其他特別硬的巖石最硬、最致密、膠結(jié)

15、性最大的石英巖和玄武巖，其他特別硬的巖石20很硬巖石很硬巖石很硬的花崗巖類，石英斑巖，很硬的花崗巖、砂質(zhì)頁巖，比上項很硬的花崗巖類，石英斑巖，很硬的花崗巖、砂質(zhì)頁巖，比上項硬度較小的石英巖，最硬的砂巖和石灰?guī)r硬度較小的石英巖，最硬的砂巖和石灰?guī)r15硬巖石硬巖石致密的花崗巖和花崗質(zhì)巖石，很硬的砂巖和石灰?guī)r，石英礦脈，致密的花崗巖和花崗質(zhì)巖石，很硬的砂巖和石灰?guī)r，石英礦脈，硬礫巖，很硬為鐵礦石硬礫巖，很硬為鐵礦石10-a硬巖石硬巖石硬的石灰?guī)r，不硬的花崗巖，硬砂巖，硬大理石，白云巖，硫化礦硬的石灰?guī)r，不硬的花崗巖，硬砂巖，硬大理石，白云巖，硫化礦8相當(dāng)硬的巖石相當(dāng)硬的巖石普通砂巖，鐵礦石普通砂巖，

16、鐵礦石6-a相當(dāng)硬的巖石相當(dāng)硬的巖石砂質(zhì)頁巖、片狀砂巖砂質(zhì)頁巖、片狀砂巖5中硬巖石中硬巖石硬粘土質(zhì)片巖、不硬的砂巖和石灰?guī)r，軟礫巖硬粘土質(zhì)片巖、不硬的砂巖和石灰?guī)r，軟礫巖4-a中硬巖石中硬巖石不硬的各種頁巖，致密泥灰?guī)r不硬的各種頁巖，致密泥灰?guī)r3相當(dāng)軟的巖石相當(dāng)軟的巖石軟頁巖，很軟的石灰?guī)r，白堊，鹽巖，石膏，凍土，無煙煤，軟頁巖，很軟的石灰?guī)r，白堊，鹽巖，石膏，凍土，無煙煤，普通泥灰?guī)r，破碎砂巖、膠結(jié)的礫石和砂礫普通泥灰?guī)r，破碎砂巖、膠結(jié)的礫石和砂礫2-a相當(dāng)軟的巖石相當(dāng)軟的巖石碎石土，破碎頁巖，結(jié)塊的碎石，硬煙煤，硬化粘土碎石土，破碎頁巖，結(jié)塊的碎石，硬煙煤，硬化粘土1.5軟巖石軟巖石粘土粘

17、土(致密的致密的)，軟煙煤、硬表土，粘質(zhì)土壤，軟煙煤、硬表土，粘質(zhì)土壤1.0-a軟巖石軟巖石軟砂質(zhì)粘土，黃土，礫石軟砂質(zhì)粘土，黃土，礫石0.8土質(zhì)巖石土質(zhì)巖石腐植土，泥煤，軟砂質(zhì)粘土，濕砂腐植土，泥煤，軟砂質(zhì)粘土，濕砂0.6松散巖石松散巖石砂，巖屑，填土方，采下的煤砂，巖屑，填土方，采下的煤0.5流砂性巖石流砂性巖石流砂，池沼土，稀軟黃士，其它稀粘土流砂，池沼土，稀軟黃士，其它稀粘土 2.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征2.2.2 2.2.2 建筑物變形的影響因素建筑物變形的影響因素362.2 建筑物變形規(guī)律及影響因素建筑物變形規(guī)律及影響因素372.2 建筑物變形規(guī)律及

18、影響因素建筑物變形規(guī)律及影響因素 建筑物變形的特征建筑物變形的特征： 建筑物的沉降、傾斜、位移、裂縫、撓曲等。建筑物的沉降、傾斜、位移、裂縫、撓曲等。 表示建筑物變形量的常用的指標(biāo)有表示建筑物變形量的常用的指標(biāo)有: 移動指標(biāo)：移動指標(biāo)：下沉下沉W 、水平移動、水平移動U ； 變形指標(biāo)：變形指標(biāo)：傾斜傾斜 i 、曲率、曲率 K、水平變形、水平變形 382.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征一、移動指標(biāo)一、移動指標(biāo)（1）下沉）下沉式中，式中，H1為點為點1計算時刻的高程；計算時刻的高程；H01為點為點1初始高初始高程。程。（2）水平移動）水平移動式中，式中，L1為點為點1到控制點到控制點R的

19、計算時刻的長度；的計算時刻的長度；L01為點為點1到控到控制點制點R的初始長度。的初始長度。392.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征1101WHH1101ULL二、變形指標(biāo)二、變形指標(biāo)（1）傾斜）傾斜 傾斜為兩點的下沉差與變形前兩點的水平距離之比。傾斜為兩點的下沉差與變形前兩點的水平距離之比。402.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征（2）曲率）曲率 地表曲率是兩相鄰線段的傾斜差與兩線段變形前平均水平地表曲率是兩相鄰線段的傾斜差與兩線段變形前平均水平長度的比值，它反映了觀測線斷面上的彎曲程度長度的比值，它反映了觀測線斷面上的彎曲程度. 地表曲率也可以用其倒數(shù)，即曲率半徑表示：地表

20、曲率也可以用其倒數(shù)，即曲率半徑表示：412.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征（3）水平變形）水平變形 地表水平變形是由于相鄰兩點的水平移動量不等而引起的地表水平變形是由于相鄰兩點的水平移動量不等而引起的線段變形，為線段相鄰兩點水平移動之差與兩點變形前水平線段變形，為線段相鄰兩點水平移動之差與兩點變形前水平距離之比值。沿距離之比值。沿AB邊的水平變形為：邊的水平變形為： 正值表示拉伸變形，負(fù)值表示壓縮變形。正值表示拉伸變形，負(fù)值表示壓縮變形。422.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征 建筑物的變形按其類型可分為建筑物的變形按其類型可分為： 靜態(tài)變形靜態(tài)變形：通常是指變形觀測的結(jié)果只

21、表現(xiàn)在某一通常是指變形觀測的結(jié)果只表現(xiàn)在某一時期內(nèi)的變形值，也就是說，它只是時間函數(shù)，例如時期內(nèi)的變形值，也就是說，它只是時間函數(shù)，例如建筑物施工結(jié)束后隨時間的變形；建筑物施工結(jié)束后隨時間的變形； 動態(tài)變形動態(tài)變形：是指在外力的影響下而產(chǎn)生的變形，它是指在外力的影響下而產(chǎn)生的變形，它是以外力為函數(shù)來表示的動態(tài)系統(tǒng)對于時間的變化，是以外力為函數(shù)來表示的動態(tài)系統(tǒng)對于時間的變化，其觀測結(jié)果是表示建筑物在某個時刻的瞬時變形其觀測結(jié)果是表示建筑物在某個時刻的瞬時變形. 例如，建筑物施工到不同樓層條件下的變形。例如，建筑物施工到不同樓層條件下的變形。432.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征建筑物的

22、變形按其速度按其速度可分為三種： 長周期變形長周期變形：例如建筑物的階段性沉陷或階段性傾斜值 短周期變形短周期變形：日照引起 瞬時變形瞬時變形：風(fēng)振、地震、機(jī)械振動引起442.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征建筑物的變形按其特點按其特點又可分為： 可塑變形可塑變形：指外力解除后，可以恢復(fù)的變形，如電視塔、煙囪等高層建筑物受溫度影響而產(chǎn)生的變形就是可塑變形； 不可塑變形不可塑變形：在外力解除后，不可恢復(fù)的變形，如建筑物的自重使土壤和基礎(chǔ)壓實，使建筑產(chǎn)生沉陷就屬不可塑變形。452.2.1 建筑物變形的特征建筑物變形的特征（1）自然條件及其變化而引起建筑物變形）自然條件及其變化而引起建筑物變

23、形：包括包括建筑建筑物地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、土壤物地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、土壤，的物的物理性質(zhì)、大氣溫度等理性質(zhì)、大氣溫度等。（2）建筑物自身的荷載大小、結(jié)構(gòu)類型、高度及其動）建筑物自身的荷載大小、結(jié)構(gòu)類型、高度及其動荷載（如風(fēng)力大小、振動強(qiáng)弱）等引起建筑物變形。荷載（如風(fēng)力大小、振動強(qiáng)弱）等引起建筑物變形。（3）由于建筑物設(shè)計、施工或者使用期間一些工作做）由于建筑物設(shè)計、施工或者使用期間一些工作做得不合理，或由于周圍環(huán)境影響而產(chǎn)生的變形。例如得不合理，或由于周圍環(huán)境影響而產(chǎn)生的變形。例如:在高大建筑物周圍進(jìn)行深基坑開挖，就會對其原有建在高大建筑物周圍進(jìn)行深基坑開挖，就會

24、對其原有建筑物產(chǎn)生影響。筑物產(chǎn)生影響。462.2.2 建筑物變形的建筑物變形的影響因素影響因素2.3.1 2.3.1 大壩變形的特征大壩變形的特征2.3.2 2.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素2.3.3 2.3.3 大壩沉陷的一般規(guī)律大壩沉陷的一般規(guī)律2.3.4 2.3.4 大壩水平移動規(guī)律大壩水平移動規(guī)律472.3 大壩變形規(guī)律及影響因素大壩變形規(guī)律及影響因素482.3 大壩變形規(guī)律及影響因素大壩變形規(guī)律及影響因素 大壩變形是壩體和基礎(chǔ)狀態(tài)的綜合反映，也是判大壩變形是壩體和基礎(chǔ)狀態(tài)的綜合反映，也是判別大壩運(yùn)行時結(jié)構(gòu)是否正常、可靠、安全的重要標(biāo)別大壩運(yùn)行時結(jié)構(gòu)是否正常、可靠、安全

25、的重要標(biāo)志。志。 大壩變形的主要表現(xiàn)形式可歸納為：大壩變形的主要表現(xiàn)形式可歸納為： 大壩整體或局部位置隨時間變化而發(fā)生位移（包大壩整體或局部位置隨時間變化而發(fā)生位移（包括水平位移和垂直位移）括水平位移和垂直位移）； 壩體裂縫等影響壩體正常運(yùn)行的變形形式。壩體裂縫等影響壩體正常運(yùn)行的變形形式。492.3.1 大壩變形規(guī)律的特征大壩變形規(guī)律的特征大壩變形過程表現(xiàn)為大壩變形過程表現(xiàn)為兩種形式兩種形式：（1）由于外界因素對壩體的連續(xù)作用，如溫度、滲水）由于外界因素對壩體的連續(xù)作用，如溫度、滲水、庫水壓力等對壩體的長期作用，使壩體強(qiáng)度降低，產(chǎn)、庫水壓力等對壩體的長期作用，使壩體強(qiáng)度降低，產(chǎn)生緩慢變形。當(dāng)

26、壩體強(qiáng)度降低到某一臨界值時，即使外生緩慢變形。當(dāng)壩體強(qiáng)度降低到某一臨界值時，即使外界干擾較小，也可引起大壩的全面崩潰。界干擾較小，也可引起大壩的全面崩潰。（2）由于外界干擾因素的突然增大，如暴雨、地震等）由于外界干擾因素的突然增大，如暴雨、地震等突發(fā)性強(qiáng)干擾作用，在瞬時超過了壩體臨界強(qiáng)度而產(chǎn)生突發(fā)性強(qiáng)干擾作用，在瞬時超過了壩體臨界強(qiáng)度而產(chǎn)生潰壩。潰壩。502.3.1 大壩變形規(guī)律的特征大壩變形規(guī)律的特征u 外部變形的影響因素有溫度、庫水位、時效等。外部變形的影響因素有溫度、庫水位、時效等。u 水位因子：水位因子：考慮到庫水位考慮到庫水位 與變形呈拋物線關(guān)系，故選擇與變形呈拋物線關(guān)系，故選擇 ，

27、 與與 三個因子作為水位因子。三個因子作為水位因子。u 溫度因子：溫度因子：選擇水庫水溫因子與氣溫因子（對未埋設(shè)內(nèi)部觀測選擇水庫水溫因子與氣溫因子（對未埋設(shè)內(nèi)部觀測儀器的大壩，這是常用的方法）?？紤]到實測資料反映了壩體儀器的大壩，這是常用的方法）?？紤]到實測資料反映了壩體變形遲后于溫度這一特點，初選變形遲后于溫度這一特點，初選T1、T10、T30、T60、T90作為氣作為氣溫因子，它們分別表示觀測當(dāng)天，觀測前溫因子，它們分別表示觀測當(dāng)天，觀測前10、30、60與與90天的天的氣溫平均值。氣溫平均值。u 時效因子：時效因子：對于已運(yùn)行很長時間的大壩（如陸水壩），可簡單對于已運(yùn)行很長時間的大壩（如

28、陸水壩），可簡單地認(rèn)為時效與大壩運(yùn)行時間成比例，也即直接選時間因子作為地認(rèn)為時效與大壩運(yùn)行時間成比例，也即直接選時間因子作為時效因子。時效因子。512.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素)(0HH 20)(HH 30)(HH 大壩是垂直于河道用于擋水和抬高水位并能在上下游之間大壩是垂直于河道用于擋水和抬高水位并能在上下游之間形成比較大的水位差的水工建筑物，因此，各種水荷載是大壩形成比較大的水位差的水工建筑物，因此，各種水荷載是大壩承受的主要荷載。承受的主要荷載。大壩水荷載包括大壩水荷載包括：靜水壓力、動水壓力、滲透靜水壓力（揚(yáng)壓靜水壓力、動水壓力、滲透靜水壓力（揚(yáng)壓力）、滲透動水壓力

29、、浪壓力、冰壓力、地震動水壓力等力）、滲透動水壓力、浪壓力、冰壓力、地震動水壓力等。 （1）靜水壓力）靜水壓力 由于在大壩上下游之間形成巨大的水頭差，因此大壩上游由于在大壩上下游之間形成巨大的水頭差，因此大壩上游壩面承受巨大的向下游方向的靜水壓力，這是大壩承受的主要壩面承受巨大的向下游方向的靜水壓力，這是大壩承受的主要水荷載。水荷載。522.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素（2）動水壓力）動水壓力 動水壓力是指由于水流的運(yùn)動作用于壩身溢流泄水設(shè)施（動水壓力是指由于水流的運(yùn)動作用于壩身溢流泄水設(shè)施（包括表孔溢流壩、中孔、底孔等）表面的一種水壓力。包括表孔溢流壩、中孔、底孔等）表面的一

30、種水壓力。 動水壓力包括兩種動水壓力包括兩種： 一種為水流對和壩體接觸底面的切向拖曳力一種為水流對和壩體接觸底面的切向拖曳力； 另一種為由于水流改變方向而對接觸底面（如挑流反弧段另一種為由于水流改變方向而對接觸底面（如挑流反弧段）的反作用力。）的反作用力。 對高速水流來說，還需要考慮脈動壓強(qiáng)。對高速水流來說，還需要考慮脈動壓強(qiáng)。532.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素（3）滲透靜水壓力（揚(yáng)壓力）滲透靜水壓力（揚(yáng)壓力） 滲透靜水壓力（或稱揚(yáng)壓力）是指滲透靜水壓力（或稱揚(yáng)壓力）是指：由于滲流的作用使壩體由于滲流的作用使壩體壩基材料空隙（包括孔隙與裂隙）中充水而對大壩產(chǎn)生的一種壩基材料空

31、隙（包括孔隙與裂隙）中充水而對大壩產(chǎn)生的一種靜水壓力。靜水壓力。 理論上應(yīng)采用滲流理論對壩體和壩基中的滲流場進(jìn)行分析計理論上應(yīng)采用滲流理論對壩體和壩基中的滲流場進(jìn)行分析計算，得到滲流場的水頭分布，進(jìn)而確定某作用面上的揚(yáng)壓力。算，得到滲流場的水頭分布，進(jìn)而確定某作用面上的揚(yáng)壓力。542.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素)(zHgp（4）滲透動水壓力）滲透動水壓力 滲透動水壓力是指壩體壩基材料空隙中由于滲透水流的流滲透動水壓力是指壩體壩基材料空隙中由于滲透水流的流動而作用于空隙壁的與滲透水流方向一致的拖曳力。動而作用于空隙壁的與滲透水流方向一致的拖曳力。 對連續(xù)的多孔介質(zhì)或等效連續(xù)的密

32、集裂隙介質(zhì)而言，滲透對連續(xù)的多孔介質(zhì)或等效連續(xù)的密集裂隙介質(zhì)而言，滲透動水壓力宏觀表現(xiàn)為滲流體積力。據(jù)滲流理論，滲流體積動水壓力宏觀表現(xiàn)為滲流體積力。據(jù)滲流理論，滲流體積力的表達(dá)式為力的表達(dá)式為: 式中，式中， 和和 分別為滲流體積力矢分別為滲流體積力矢量和水力坡度矢量。量和水力坡度矢量。 對非連續(xù)的裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)而言，滲透動水壓力表現(xiàn)為滲透對非連續(xù)的裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)而言，滲透動水壓力表現(xiàn)為滲透水流對兩側(cè)裂隙壁面的切向拖曳力，由流體力學(xué)基本方程水流對兩側(cè)裂隙壁面的切向拖曳力，由流體力學(xué)基本方程可推導(dǎo)出此切向拖曳力的計算公式?？赏茖?dǎo)出此切向拖曳力的計算公式。552.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的

33、影響因素JgffJ2/gJbt（5）浪壓力、冰壓力、地震動水壓力）浪壓力、冰壓力、地震動水壓力 浪壓力浪壓力是指水庫蓄水后所形成的湖面在風(fēng)力作用下形成波浪而是指水庫蓄水后所形成的湖面在風(fēng)力作用下形成波浪而對壩面產(chǎn)生的一種附加水壓力。對壩面產(chǎn)生的一種附加水壓力。 此外，在風(fēng)的作用下，整個水庫水面還會發(fā)生變化，在壩前形此外，在風(fēng)的作用下，整個水庫水面還會發(fā)生變化，在壩前形成整體水位壅高。成整體水位壅高。 一般來說，浪壓力占大壩靜水壓力的比重很小。一般來說，浪壓力占大壩靜水壓力的比重很小。 工程設(shè)計時，一般按深水波考慮，以風(fēng)速和水庫吹程按經(jīng)驗公工程設(shè)計時，一般按深水波考慮，以風(fēng)速和水庫吹程按經(jīng)驗公式

34、來計算浪壓力。式來計算浪壓力。 理論上也可以采用流體力學(xué)方法（主要是數(shù)值分析方法）得理論上也可以采用流體力學(xué)方法（主要是數(shù)值分析方法）得到較為準(zhǔn)確的浪壓力值。到較為準(zhǔn)確的浪壓力值。562.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素 冰壓力冰壓力包括靜冰壓力和動冰壓力。包括靜冰壓力和動冰壓力。 通常所說的冰壓力是指熱脹靜冰壓力，它與很多因素有關(guān)，如氣通常所說的冰壓力是指熱脹靜冰壓力，它與很多因素有關(guān)，如氣溫上升的快慢、溫升開始時的氣溫、冰層厚度、太陽輻射影響等。溫上升的快慢、溫升開始時的氣溫、冰層厚度、太陽輻射影響等。 冰壓力的計算一般根據(jù)氣溫資料按經(jīng)驗取值。冰壓力的計算一般根據(jù)氣溫資料按經(jīng)驗

35、取值。 比較準(zhǔn)確的方法是取整個冰層為研究對象，考慮邊界條件、氣溫比較準(zhǔn)確的方法是取整個冰層為研究對象，考慮邊界條件、氣溫資料、太陽輻射、冰層力學(xué)和熱力學(xué)性能指標(biāo)，采用有限元等數(shù)值資料、太陽輻射、冰層力學(xué)和熱力學(xué)性能指標(biāo)，采用有限元等數(shù)值方法按溫度應(yīng)力求解。冰壓力對中等高度以上的壩并不重要，但對方法按溫度應(yīng)力求解。冰壓力對中等高度以上的壩并不重要，但對低壩可能成為比較重要的荷載。低壩可能成為比較重要的荷載。 如如1899年美國明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯城的一座年美國明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯城的一座5.5m高的砌石高的砌石壩因冰壓力而破壞；我國壩因冰壓力而破壞；我國20世紀(jì)世紀(jì)30年代在黑龍江省建的一座

36、年代在黑龍江省建的一座6m高高的混凝土壩也被的混凝土壩也被1m厚的冰層所推斷。厚的冰層所推斷。572.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素 地震動水壓力地震動水壓力是指地震時由于庫水的振動而形成的作用在是指地震時由于庫水的振動而形成的作用在壩面上的激蕩力。壩面上的激蕩力。 目前，對地震動水壓力各國規(guī)范均規(guī)定采用經(jīng)驗公式法或目前，對地震動水壓力各國規(guī)范均規(guī)定采用經(jīng)驗公式法或擬靜力法進(jìn)行簡化計算。擬靜力法進(jìn)行簡化計算。 比較準(zhǔn)確的方法是取庫水、大壩、壩基組成的整體為研究比較準(zhǔn)確的方法是取庫水、大壩、壩基組成的整體為研究對象，采用有限元等數(shù)值方法進(jìn)行動力分析，確定地震動水壓對象，采用有限元等

37、數(shù)值方法進(jìn)行動力分析，確定地震動水壓力，這樣就可以考慮壩體、壩基變形及庫水可壓縮性等因素的力，這樣就可以考慮壩體、壩基變形及庫水可壓縮性等因素的影響。影響。582.3.2 大壩變形的影響因素大壩變形的影響因素一、土石壩沉陷的一般規(guī)律一、土石壩沉陷的一般規(guī)律 （1）在施工期，隨著壩體填筑高度）在施工期，隨著壩體填筑高度的增加，沉陷量沿高程分布大致呈拋的增加，沉陷量沿高程分布大致呈拋物線形狀，如圖物線形狀，如圖2-5（a）所示。）所示。 靠近壩基和填筑高程處的沉陷量較靠近壩基和填筑高程處的沉陷量較小，中部的沉陷量較大。小，中部的沉陷量較大。592.3.3 大壩沉陷的一般規(guī)律大壩沉陷的一般規(guī)律602

38、.3.3 大壩沉陷的一般規(guī)律大壩沉陷的一般規(guī)律 （2）竣工后，壩體的沉陷與壩的填筑高度成正比，如圖）竣工后，壩體的沉陷與壩的填筑高度成正比，如圖2-5（b）所示。沉陷量的變化隨著時間的增加而逐漸減緩）所示。沉陷量的變化隨著時間的增加而逐漸減緩。 若若荷載不發(fā)生變化，經(jīng)過相當(dāng)長的時間后，壩體固結(jié)到一定程荷載不發(fā)生變化，經(jīng)過相當(dāng)長的時間后，壩體固結(jié)到一定程度，兩次觀測沉陷量差值趨近于零，即不再繼續(xù)沉陷，如圖度，兩次觀測沉陷量差值趨近于零，即不再繼續(xù)沉陷，如圖2-6所所示。示。二、混凝土壩和漿砌石壩沉陷的一般規(guī)律二、混凝土壩和漿砌石壩沉陷的一般規(guī)律 （1）壩頂?shù)某料葜饕軠囟群蛶焖坏挠绊?。一般表現(xiàn)

39、為）壩頂?shù)某料葜饕軠囟群蛶焖坏挠绊?。一般表現(xiàn)為高溫季節(jié)因壩體熱脹而上抬，低溫季節(jié)因壩體冷縮而下沉。高溫季節(jié)因壩體熱脹而上抬，低溫季節(jié)因壩體冷縮而下沉。 庫水位上升時因基礎(chǔ)沉陷而引起壩體下沉，還因壩體浸水庫水位上升時因基礎(chǔ)沉陷而引起壩體下沉，還因壩體浸水降溫，減小了熱脹而上抬的幅度，故水位上升將使壩頂下沉。降溫，減小了熱脹而上抬的幅度，故水位上升將使壩頂下沉。 我國南方高溫季節(jié)往往是汛期，庫水位也較高，這時高溫我國南方高溫季節(jié)往往是汛期，庫水位也較高，這時高溫引起的熱脹上抬有可能超過高水位造成的下降，壩頂仍表現(xiàn)為引起的熱脹上抬有可能超過高水位造成的下降，壩頂仍表現(xiàn)為向上移動。向上移動。 （2

40、）壩基沉陷主要受水位影響，水位上升時壩基下沉。）壩基沉陷主要受水位影響，水位上升時壩基下沉。612.3.3 大壩沉陷的一般規(guī)律大壩沉陷的一般規(guī)律 （3）壩基沉陷除隨水位作用周期性彈性變化外，也存在時效）壩基沉陷除隨水位作用周期性彈性變化外，也存在時效變化。一般向下的沉陷總量逐年增加，但增加速度逐漸變慢。變化。一般向下的沉陷總量逐年增加，但增加速度逐漸變慢。 （4）壩基沉陷和地基性質(zhì)有很大的關(guān)系，地基越軟弱、沉陷）壩基沉陷和地基性質(zhì)有很大的關(guān)系，地基越軟弱、沉陷量越大。量越大。 水庫蓄水后，因庫底承受了巨大的水載荷，壩區(qū)附近將發(fā)生大水庫蓄水后，因庫底承受了巨大的水載荷，壩區(qū)附近將發(fā)生大面積的不均

41、勻沉陷，距壩越近、沉陷量越大，越遠(yuǎn)，沉陷量越小面積的不均勻沉陷，距壩越近、沉陷量越大，越遠(yuǎn)，沉陷量越小，呈漏斗狀。，呈漏斗狀。 （5）壩體傾斜主要受溫度和水位影響。高溫季節(jié)向上游傾斜）壩體傾斜主要受溫度和水位影響。高溫季節(jié)向上游傾斜，低溫季節(jié)向下游傾斜。，低溫季節(jié)向下游傾斜。 庫水位升高，作用于壩體的水平推力增大，壩體向下游傾斜庫水位升高，作用于壩體的水平推力增大，壩體向下游傾斜，庫水位下降壩體則向上游回復(fù)。，庫水位下降壩體則向上游回復(fù)。622.3.3 大壩沉陷的一般規(guī)律大壩沉陷的一般規(guī)律一、土石壩水平移動的一般規(guī)律一、土石壩水平移動的一般規(guī)律 （1）壩體受垂直載荷（包括自重）和壩基約束的作用

42、所產(chǎn)）壩體受垂直載荷（包括自重）和壩基約束的作用所產(chǎn)生的水平移動，其變化規(guī)律是壩頂、壩底的移動量較小，而壩生的水平移動，其變化規(guī)律是壩頂、壩底的移動量較小，而壩的的1/21/3壩高處的移動量最大，如圖壩高處的移動量最大，如圖2-7所示。所示。 水平移動隨時間的推移而逐漸減緩，即兩次觀測水平移動水平移動隨時間的推移而逐漸減緩，即兩次觀測水平移動量差值隨時間推移而減小。量差值隨時間推移而減小。632.3.4 大壩水平移動規(guī)律大壩水平移動規(guī)律 （2）壩體受滲水作用而產(chǎn)生水平移動，其變形規(guī)律是：）壩體受滲水作用而產(chǎn)生水平移動，其變形規(guī)律是： 初次蓄水時，由于壩體受滲水作用將向上游移動；在長時間初次蓄水

43、時，由于壩體受滲水作用將向上游移動；在長時間高水位后，壩體將向下游移動，但是當(dāng)滲水排出后，壩體逐漸高水位后，壩體將向下游移動，但是當(dāng)滲水排出后，壩體逐漸復(fù)原。復(fù)原。 （3）壩體受不均勻沉陷的影響，壩體土粒將向沉陷量大的方）壩體受不均勻沉陷的影響，壩體土粒將向沉陷量大的方向移動。向移動。 其變化規(guī)律是由壩兩端向河谷中心移動（稱為縱向移動）。其變化規(guī)律是由壩兩端向河谷中心移動（稱為縱向移動）。642.3.4 大壩水平移動規(guī)律大壩水平移動規(guī)律二、混凝土壩和漿砌石壩水平移動規(guī)律二、混凝土壩和漿砌石壩水平移動規(guī)律 （1）水平移動與庫水位的升降有顯著的關(guān)系，庫水位升高）水平移動與庫水位的升降有顯著的關(guān)系，

44、庫水位升高，作用于壩體的水平推力增大，壩體向下游移動，庫水位下降，作用于壩體的水平推力增大，壩體向下游移動，庫水位下降壩體則向上游回復(fù)。壩體則向上游回復(fù)。 （2）水平移動與壩體溫度變化狀況有關(guān)，并具有明顯的年）水平移動與壩體溫度變化狀況有關(guān)，并具有明顯的年周期性。周期性。 （3）水平移動存在時效變化，即在水位和溫度條件基本不）水平移動存在時效變化，即在水位和溫度條件基本不變的前提下，位移可能向某一方向不斷發(fā)展。變的前提下，位移可能向某一方向不斷發(fā)展。 這種水平移動的時效變化是一種不可逆轉(zhuǎn)的變形，是因混這種水平移動的時效變化是一種不可逆轉(zhuǎn)的變形，是因混凝土體積收縮、徐變和地基變化等原因引起的，一

45、般在加載初凝土體積收縮、徐變和地基變化等原因引起的，一般在加載初期比較明顯，以后隨時間增加而漸趨穩(wěn)定。期比較明顯，以后隨時間增加而漸趨穩(wěn)定。 652.3.4 大壩水平移動規(guī)律大壩水平移動規(guī)律2.4.1 2.4.1 地下水開采引起地表變形的因素地下水開采引起地表變形的因素2.4.2 2.4.2 地下水開采引起地表變形的機(jī)理地下水開采引起地表變形的機(jī)理662.4 抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素 地下水的過度開采會形成地下水降落漏斗，地表也會產(chǎn)生地下水的過度開采會形成地下水降落漏斗，地表也會產(chǎn)生相應(yīng)的沉降區(qū)域，同時針對不同的地質(zhì)水文條件和地下水開相應(yīng)的沉降區(qū)域，同時

46、針對不同的地質(zhì)水文條件和地下水開采的程度，還會形成裂縫或者是塌陷區(qū)。采的程度，還會形成裂縫或者是塌陷區(qū)。672.4 抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素682.4 抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素超采地下水造成嚴(yán)重地面沉陷超采地下水造成嚴(yán)重地面沉陷692.4 抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素抽水引起的地表變形規(guī)律及影響因素 西安是一個嚴(yán)重缺水的城市，西安是一個嚴(yán)重缺水的城市，由于幾個世紀(jì)以來對地下水的由于幾個世紀(jì)以來對地下水的過度開采，古城西安正面臨著過度開采，古城西安正面臨著危重的沉陷危機(jī)，大雁塔也發(fā)危重的沉陷危機(jī)，大雁塔也發(fā)生了嚴(yán)

47、重傾斜。西安采深層地生了嚴(yán)重傾斜。西安采深層地下水最多要采到下水最多要采到100100米到米到300300米米，地下水位最深的下降了，地下水位最深的下降了140140多米。多米。 到到19961996年，大雁塔的年，大雁塔的傾斜達(dá)到了歷史的最高值傾斜達(dá)到了歷史的最高值10101010毫米。到毫米。到2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代，年代，西安城區(qū)中心一帶地面沉降西安城區(qū)中心一帶地面沉降速率發(fā)展到每年速率發(fā)展到每年8080到到120120毫米，毫米，地面下沉最多超過地面下沉最多超過2.62.6米。特米。特別是隱藏在地下的地裂縫，別是隱藏在地下的地裂縫，更直接威脅著地面建筑的安全。更直接威脅著地面建筑

48、的安全。702.4.1 地下水開采引起地表變形的因素地下水開采引起地表變形的因素 地面沉降是由于沉積物壓實位移引起的地球表面負(fù)向形變，地面沉降是由于沉積物壓實位移引起的地球表面負(fù)向形變，從土層的有效應(yīng)力原理可知，地下水過量開采是產(chǎn)生地面沉降的從土層的有效應(yīng)力原理可知，地下水過量開采是產(chǎn)生地面沉降的主要原因。主要原因。 地下地下水水開采沉降主要因素開采沉降主要因素為為：含水層水含水層水位位變化、變化、地層性質(zhì)及地層性質(zhì)及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、地面位地面位置置、時間因素。、時間因素。 （1 1）含水層水位變化的影響）含水層水位變化的影響 地表沉降與地下水位變化相關(guān)，隨著地下含水層水位降低，地表沉降與地下水位變

49、化相關(guān)，隨著地下含水層水位降低，地面沉降增大。地面沉降增大。712.4.1 地下水開采引起地表變形的因素地下水開采引起地表變形的因素 圖圖2-92-9為滄州市區(qū)為滄州市區(qū)1991-20061991-2006年地面沉降與水位降深關(guān)系圖（以年地面沉降與水位降深關(guān)系圖（以19911991年為基準(zhǔn)）。年為基準(zhǔn)）。 當(dāng)?shù)叵滤唤档偷揭欢ㄉ疃群螅S著土體的壓密，地面沉降趨當(dāng)?shù)叵滤唤档偷揭欢ㄉ疃群螅S著土體的壓密，地面沉降趨于穩(wěn)定。由于地面沉降與地下水位降深直接相關(guān)，因此，減小地下于穩(wěn)定。由于地面沉降與地下水位降深直接相關(guān)，因此，減小地下水位降深，可以減少地面沉降。水位降深，可以減少地面沉降。 地下水位變

50、化與含水層補(bǔ)給條件、開采量有關(guān)。當(dāng)開采水量小，地下水位變化與含水層補(bǔ)給條件、開采量有關(guān)。當(dāng)開采水量小，補(bǔ)給水量充分時，地下含水層水位下降速度慢或者不下降，當(dāng)開采補(bǔ)給水量充分時，地下含水層水位下降速度慢或者不下降，當(dāng)開采水量大，補(bǔ)給水量不充分時，地下含水層水位下降速度快。因此，水量大，補(bǔ)給水量不充分時，地下含水層水位下降速度快。因此，對于不同補(bǔ)給條件、不同抽水情況下，地面沉降量大小和沉降速率對于不同補(bǔ)給條件、不同抽水情況下，地面沉降量大小和沉降速率不同。不同。722.4.1 地下水開采引起地表變形的因素地下水開采引起地表變形的因素（2 2）地層性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的影響）地層性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的影響 地面沉降與地

51、層性質(zhì)有關(guān)，當(dāng)?shù)貙涌紫抖?、松軟，失水地面沉降與地層性質(zhì)有關(guān)，當(dāng)?shù)貙涌紫抖唷⑺绍?，失水后易壓縮，在同等水位降深條件下，地面沉降量大；當(dāng)?shù)貙涌缀笠讐嚎s，在同等水位降深條件下，地面沉降量大；當(dāng)?shù)貙涌紫渡?、較堅硬，失水后不易壓縮，地面沉降量小。隙少、較堅硬，失水后不易壓縮，地面沉降量小。 地面沉降量與地層位置有關(guān)，同樣的地下水位或相近的開地面沉降量與地層位置有關(guān)，同樣的地下水位或相近的開采量，開采淺層的含水層比開采深層的含水層對地面沉降的影采量，開采淺層的含水層比開采深層的含水層對地面沉降的影響要大。響要大。 地面沉降量與地層結(jié)構(gòu)有關(guān)，硬土層較薄甚至缺失、軟土地面沉降量與地層結(jié)構(gòu)有關(guān)，硬土層較薄甚至缺

52、失、軟土層厚度大的地層結(jié)構(gòu)區(qū)沉降量大于硬土層厚度大、軟土層較薄層厚度大的地層結(jié)構(gòu)區(qū)沉降量大于硬土層厚度大、軟土層較薄甚至缺失的地層結(jié)構(gòu)區(qū)。甚至缺失的地層結(jié)構(gòu)區(qū)。732.4.1 地下水開采引起地表變形的因素地下水開采引起地表變形的因素（3 3）地面位置的影響）地面位置的影響 地下抽水形成降落漏斗，距離抽水井越近，降深越大，地面地下抽水形成降落漏斗，距離抽水井越近，降深越大，地面沉降量越大，距離抽水井越遠(yuǎn)，降深越小，地面沉降量越小。沉降量越大，距離抽水井越遠(yuǎn)，降深越小，地面沉降量越小。（4 4）時間的影響。）時間的影響。 在時間上，地面沉降與地下水位降深有著同步或滯后關(guān)系。在時間上，地面沉降與地下水位降深有著同步或滯后關(guān)系。742.4.2 地下水開采引起地表變形的機(jī)理分析地下水開采引起地表變形的機(jī)理分析（1 1）地下水開采相關(guān)性分析）地下水開