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      膨脹土氣候劇烈影響層

      發布時間:2021-07-18 19:00:24

      1、膨脹土建筑破壞有什么特征

      膨脹土能隨著吸收雨水而體積膨脹、且隨著氣候干旱而劇烈收縮,體積不斷的很不均勻的變化,若誤用作為地基,會導致房屋基礎極不穩定,墻體開裂嚴重。是極其不良的地基土層。當地基下有此土層時,必須去除置換以人工地基或采用深基礎(樁)等有效措施。

      2、膨脹土地基上建筑物的破壞特征——以茂名地區為例

      膨脹土是一種地質災害土種,在一定的氣候條件下,會產生脹縮變形和地裂縫,也是一種常見的特殊的地基土。膨脹土往往使位于其上的建筑物出現開裂破壞,它與黃土的濕陷和軟土的沉降所呈現的開裂破壞是不同的,具有自己的特征。因此,通過這些特征的認識,可以用來判別膨脹土的分布和性質,以下就其建筑物開裂破壞的特征,作一些報道。

      一、建筑物開裂破壞的形態

      1)豎向裂縫,一般出現墻的中部,上寬下窄,見照片1。

      2)斜裂縫,這類的裂縫最多,常見于墻角和山墻,前、后墻和內隔墻也有,見照片2,3。

      3)倒八字形裂縫,角端裂縫的發展就形成了倒八字形,見照片4,5。

      4)獨立磚柱的水平斷裂,在外走廊的磚柱經常發現,見照片6。

      5)地裂縫,當地裂縫通過建筑物時,就產生斜向和豎向的裂縫,見照片7。

      二、建筑物開裂破壞的變化

      膨脹土地基的脹縮變形主要受氣候變化的影響,氣候有季節的周期,也有若干年的周期,裂縫是隨著氣候周期的變化而變化的,干時張開,雨時閉合,這是最容易識別的特點。建筑的裂縫一般在建成3~6年后才出現,這是由于隨氣候反復變形的量,需要一個過程,也就是水分轉移和聚集使其膨脹需要一個過程。

      三、建筑物開裂破壞的成群性

      膨脹土地基上建筑物的破壞主要受氣候的影響,氣候帶的變化是大范圍的,在一個縣域或市域是基本上相同的,因此,只要有一定范圍的膨脹土分布,建筑物開裂破壞的成群性是必然的。如茂名地區,不僅一個村莊的建筑物裂縫成群出現,而且有成群建筑物裂縫的村莊也成群出現,在200km2范圍內,有45個村莊的建筑物出現成群的裂縫。

      四、結語

      判別某種土是否為膨脹土,是防治膨脹土地質災害的前提,雖然國際上至今還沒有判別膨脹土的公認標準,但普遍認為,有許多建筑物是由于膨脹土的脹縮而開裂破壞的,世界上確有許多地區存在著膨脹土,因此,報道和總結因膨脹土而使建筑物開裂破壞的特征,用這些特征來判別膨脹的分布和性質是有意義的。

      照片1

      照片2

      照片3

      照片4

      照片5

      照片6

      照片7

      (本文原在第三十屆世界地質大會展板區展示)

      3、膨脹土的工程特性及處理方法有哪些

      膨脹土的這種遇水膨脹、失水收縮開裂且反復變形的特殊工程性質,給工程帶了較大的危害,準確地了解膨脹土的特性及變化的條件,就能夠知道地基將會產生怎樣的變形,從而采取相應的地基處理措施。膨脹土地基常用的處理方法有5個:(1)換土可采用非膨脹性材料或灰土,換土厚度可通過變形計算確定。平坦場地上I、II級膨脹土的地基處理,宜采用砂、碎石墊層,墊層厚度≥300 mm,墊層寬度應大于基底寬度,兩側宜采用與墊層相同的材料回填,并做好防水處理。換土法能夠得到比其他處理方法更大的地基承載力,從根本上改變地基土的性質,工期也比較短。
      (2)改良土質
      在膨脹土中添加石灰、水泥等非膨脹材料或添加化學劑使膨脹土失去膨脹性的材料。在膨脹土中拌合一定量的石灰或水泥可降低或消除膨脹土的膨脹性;同時,有機和無機的化學劑也已經在膨脹土改良中得到應用,可以降低膨脹土的塑性指數和膨脹潛勢。
      (3)采用樁基
      膨脹土層較厚時,應采用樁基,樁尖支承在非膨脹土層上,或支承在大氣影響層以下的穩定層上。
      (4)預濕膨脹
      施工前使土加水變濕而膨脹,并在土中維持高含水率,則土將基本上保持體積不變,因而不會導致結構破壞。
      (5)隔水法根據膨脹土的特性,土體的含水率的變化是膨脹土產生危害的根本條件,采用綜合措施切斷基底下外界滲水條件,就可以保證地基的穩定性。各種處理措施,有時單獨采用,有時需綜合采用。

      4、膨脹土為什么需要確定大氣影響深度

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      5、 地質災害危險性構成及危險性指標

      一、地質災害危險性的基本含義

      如前所述,地質災害的危險性和災害區易損性是決定地質災害災情的兩方面基礎條件。其中,地質災害的危險性主要是地質災害自然屬性特征的體現。它的核心要素是地質災害的活動程度。

      從定性分析看,地質災害的活動程度越高,危險性越大,災害的損失越嚴重。從定量化評價的要求看,地質災害的危險性需要通過具體的指標予以反映。

      地質災害危險性分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害危險性是指已經發生的地質災害的活動程度,潛在災害危險性是指具有災害形成條件,但尚未發生的地質災害的可能的活動程度。二者的危險性標志不同。

      二、歷史地質災害危險性及其指標

      歷史地質災害危險性的標志是地質災害的強度或規模、頻次、分布密度等。這些要素決定了地質災害的發生次數、危害范圍、破壞強度,從而進一步影響地質災害的破壞損失程度。歷史地質災害危險性要素,一般可通過實際調查統計獲得。

      不同種類的地質災害,危險性要素指標不完全一致(表5-1)。

      在本課題評估的幾類地質災害中,崩塌-滑坡、泥石流、巖溶塌陷、地裂縫、地面沉降、海水入侵災害是伴隨不同地質動力活動而不斷發展的具有動態變化特征的災害現象。所以,在災害危險性評價中,除災害體積、數量、幅度等指標外,還有災害發生頻次或發展速率指標。膨脹土災害是一種客觀存在不具動態特征的潛在災害體。它與其它災害有明顯差異,只有在膨脹土發育區進行某些工程建筑時,才有可能發生災害。所以,其危險性評價中不存在災害活動的頻次或速率指標。

      在各種危險性指標中,危害強度所指示的是災害活動所具有的破壞能力。災害危害強度是災害活動程度的集中反映。危害強度是一種綜合性的特征指標,它不能像其它指標那樣,用不同量綱的數字反映指標的高低,只能用等級進行相對量度。對于已經出現的地質災害,它對于各種受災體所造成的破壞損失情況(破壞損失數量和破壞損失程度)是對災害危害強度最直接的顯示。根據對不同類型地質災害破壞效應的實際調查分析,將地質災害危害強度分為強烈破壞(A級)、中等破壞(B級)、輕微破壞(C級)、基本無破壞(D級)4個等級。實踐證明,不但不同種類、不同規模的地質災害的危害強度不同,而且在同一災害事件中,評價區內不同部位所遭受的危害強度也發生很大的變化。其一般規律是,從災害活動中心(崩塌-滑坡體及前緣地帶、泥石流溝谷及溝口附近、地裂縫中心地帶、地面沉降中心區等)向邊緣逐漸減弱,直至沒有發生破壞的安全區。認識這種規律除了可以深化歷史地質災害災情分析外,對于在地質災害預測災情評估中,劃分災害危險區,進而核定受災體損毀率和經濟損失具有十分重要的意義(表5-2)。

      表5-1 歷史地質災害危險性構成及指標

      表5-2 地質災害危害強度分級特征表

      注:表中受災體損毀程度劃分標準參見書易損性評價的有關內容。

      三、地質災害形成條件及潛在危險性指標

      (一)地質災害潛在危險性控制條件

      地質災害潛在危險性指未來時期將在什么地方可能發生什么類型的地質災害,其災害活動的強度、規模以及危害的范圍、危害強度有多大。地質災害潛在危險性受多種條件控制,具有很大的不確定性。

      歷史地質災害活動對地質災害潛在危險性具有一定影響。這種影響可能具有雙向效應,有可能在地質災害發生以后,能量得到釋放,災害的潛在危險性削弱或基本消失;也可能具有周期性活動特點,災害發生后其活動并沒有使不平衡狀態得到根本解除,新的災害又在孕育,在一定條件下將繼續發生,甚至可能更加頻繁、強烈,因而具有比較強烈的潛在危險性。

      地質災害活動條件的充分程度是控制地質災害潛在危險性的最重要因素。從總體上說,地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件是控制所有地質災害活動的基本條件。但這些條件在不同類型地質災害中的主次地位和具體要素不盡相同;對于有不同精度要求的點評估、面評估、區域評估,對各種條件和要素分析的詳略程度也不一致。所以,其評價指標也各異。基于這些差別,對不同種類地質災害的形成條件和不同類型地質災害災情評估對危險性評價的要求,進行深入論述是很有必要的。

      (二)不同類型地質災害形成條件

      1.崩塌-滑坡形成條件

      崩塌-滑坡是嚴重的斜坡變形現象,它的發生一方面取決于斜坡自身的基礎條件,另一方面與斜坡受到的營力作用有關。因此將崩塌-滑坡形成條件分為基礎條件和外界條件兩類。

      (1)基礎條件 地貌是形成崩塌-滑坡的最基礎條件。從區域地貌條件看,崩塌-滑坡形成于山地、高原地區,通常情況下,海拔高程越大,切割越劇烈,崩塌-滑坡越發育。從局部地形看,要有適宜的斜坡坡度、高度和形態,以及便于形成巖體崩落、滑動的臨空面,這些對崩塌-滑坡形成具有最直接的作用。崩塌多發生在坡度大于55°、高度大于30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。滑坡多發生在15°以上的斜坡。崩塌-滑坡廣泛發育在山區,以山間谷地、江河兩岸最發育。

      巖土體是崩塌-滑坡的物質基礎。它的性質和結構對崩塌-滑坡活動具有決定性作用。一般情況下,性質堅硬、結構完整、抗剪強度大、抗風化能力強的巖石,斜坡整體性好,不容易發生崩塌-滑坡。相反,巖性松軟、結構不完整,特別是裂隙發育、斜坡巖土體中存在軟弱夾層時,容易失穩變形,發生崩塌-滑坡。

      地質構造是崩塌-滑坡活動的重要影響因素。斷裂構造不但使斜坡巖土體發育大量裂隙,甚至使斜坡變得支離破碎,而且促進了斜坡巖土體的風化作用和地下水活動,降低了斜坡的穩定性,加大了崩塌-滑坡活動的可能。

      (2)外界條件 外界條件是導致崩塌-滑坡活動的誘發因素。主要由于暴雨、洪水、融雪、水庫滲漏潰決,以及人工灌溉或排水等原因,使大量地表水或地下水進入斜坡,巖石抗剪強度急劇下降,從而誘發崩塌-滑坡。地震、人為爆破、工程開挖、填棄碴土等原因改變斜坡應力狀態,也會引起斜坡失穩,而誘發崩塌-滑坡。

      2.泥石流形成條件

      泥石流是突發性很強的山地地質災害。它同崩塌-滑坡一樣,也是在一定的基礎背景下,由某些突發性的因素激發而形成的。

      (1)基礎條件 泥石流是含有大量泥砂、石塊的特殊洪流。急促的水流和充分的松散固體物質是泥石流形成的物質基礎。急促水流主要來自暴雨,其次來自冰川積雪融水、河湖水庫潰決等。因此,氣候條件是影響泥石流發生的重要因素。在降水充沛,暴雨多發地區泥石流最發育。松散固體物質除一部分來自礦山廢碴和工程棄土外,主要來源是各種成因的堆積物——斷裂破碎物以及巖土風化后形成的殘積物、坡積物、崩塌體、滑坡體,洪積碎屑物、沖積碎屑物等。這些碎屑物的形成又與地質條件有一定關系。在斷裂構造發育,現今構造運動強烈的地區,由于山坡穩定性差、巖體結構不完整、風化作用強烈、巖石破碎、崩塌-滑坡發育、松散碎屑物質來源充分,因而最容易發生泥石流。

      地形地貌條件是形成泥石流的又一個重要基礎條件。從區域地貌條件看,在海拔高程較大,切割劇烈的山地高原地區,泥石流最發育。從局部地形條件看,泥石流一般要具有比較充分的匯納水流和碎屑物的形成區、足夠坡度的流通區、比較寬敞的堆積區。因此流域面積越大,地形坡度較大,越有利于泥石流的形成。

      此外,植被條件對泥石流形成也有比較重要的作用。實踐表明,在天然植被稀少,或由于人類過度放牧、墾殖以至濫砍亂伐等原因使植被嚴重破壞后,不僅造成嚴重的水土流失,也為泥石流活動提供比較充分的物質條件,促進泥石流的發生發展。

      (2)激發條件 泥石流最常見的激發條件是暴雨。在具有充分松散固體物質條件和適宜的地形條件下,只要出現暴雨,就會激發泥石流;暴雨強度越大,泥石流活動規模也越大。除暴雨外,冰川積雪的迅速消融,河堤、水庫、冰湖潰決等暴發的急促洪流也會引起泥石流活動。

      3.巖溶塌陷的形成條件

      同其它地質災害一樣,巖溶塌陷也是多種因素綜合作用的結果。其形成條件也歸納為基礎條件和誘發因素。

      (1)基礎條件

      ①可溶巖及巖溶發育程度 巖溶洞隙發育的可溶巖是巖溶塌陷的最根本的基礎條件。我國發生塌陷活動的可溶巖除部分地區的晚中生界、第三系、第四系富含膏鹽芒硝或鈣質的砂泥巖、灰質礫巖及鹽巖外,主要是古生界、中生界的石灰巖、白云巖、白云質灰巖等碳酸鹽巖。碳酸鹽巖的巖溶類型分為裸露型、覆蓋型和埋藏型3種。裸露型巖溶的碳酸鹽巖基本上直接出露地表,沒有或者很少被第四系松散沉積物覆蓋。覆蓋型巖溶的碳酸鹽巖大部分被第四系松散沉積物覆蓋。覆蓋率一般在7%以上,僅局部出露地表。其覆蓋層厚度一般小于30m,最厚不超過100m。埋藏型巖溶的碳酸鹽巖被很厚的第四系松散沉積物或其它非可溶巖覆蓋,埋藏深度數十米以上。大量實踐表明,巖溶塌陷主要發生在覆蓋型巖溶和裸露型巖溶分布區,部分分布在埋藏型巖溶分布區。

      除可溶巖巖性和巖溶類型外,碳酸鹽巖的巖溶發育程度和巖溶洞穴的開啟程度是決定巖溶塌陷的直接因素。從巖溶塌陷形成機理看,可溶巖洞隙一方面造成巖體結構的不完整,形成局部不穩定地帶;另一方面為容納溶蝕陷落物質和地下水的強烈活動提供了充分條件。因此,一般情況下,可溶巖的巖溶越發育,巖溶洞隙的開啟性越好,巖溶塌陷越嚴重。

      根據碳酸鹽巖巖溶發育程度和有關特征,將巖溶發育程度分為強、中、弱三個等級(表5-3)。

      可溶巖巖溶發育程度主要受地質構造、水文地質條件和氣候條件影響。一般情況下,斷裂構造發育、新構造運動強烈、地下水循環交替強烈、雨量充沛的碳酸鹽巖分布區,巖石結構比較破碎,節理、裂隙發育,地下水溶蝕、潛蝕作用強烈,最容易形成巖溶塌陷。

      ②覆蓋層厚度、結構、性質 巖溶塌陷除發生在裸露型巖溶分布區外,還廣泛發生在覆蓋型巖溶分布區。這種塌陷不僅僅是覆蓋在第四系松散堆積物下面的可溶巖洞穴的陷落,有相當數量的塌陷是由于溶洞和上覆土層中土洞陷落所造成的。除此而外,覆蓋層情況還影響了地下水活動,對巖溶塌陷也產生一定的影響。因此覆蓋層是影響巖溶塌陷的重要因素。

      表5-3 碳酸鹽巖巖溶發育程度分級標志

      據康彥仁等,1990。*指地表下100m或基巖面下50m以內孔段統計數;對于孔深100m以上全孔巖溶率,指標減半。

      覆蓋層厚度對巖溶塌陷形成具有決定性作用。據大量調查統計結果,覆蓋層厚度小于10m塌陷發生的機會最多;10~30m可發生少量塌陷;30m以上可發生零星塌陷。

      覆蓋層巖性結構對巖溶塌陷也具有一定作用。一般情況下,覆蓋層為比較均一的砂性土最容易產生塌陷;夾砂礫石的層狀非均質土、均一的粘性土或者覆蓋層底部發育有穩定層狀粘性土的非均質土,發育塌陷的機會較少。此外,當覆蓋層中有土洞時,容易發生塌陷;土洞越發育,塌陷越嚴重。

      ③地下水活動 巖溶發育地區,一般地下水活動都比較強烈。強烈的地下水活動,不但促進了可溶巖洞隙的發展,而且是形成巖溶塌陷的重要動力因素。它的作用方式包括:溶蝕作用;改變巖土體物理性質和力學性質,導致土的含水量上升,容重增加,使粘性土塑性狀態發生堅硬狀態→可塑狀態→流塑狀態的變化;浮托作用;侵蝕及潛蝕作用;搬運作用等。因此,巖溶塌陷多發育在地下水活動強烈地帶,且多發生于地下水動力條件劇烈變化的時候。

      (2)動力條件

      ①水動力條件的急劇變化,使巖土體平衡狀態遭到嚴重破壞,誘發巖溶塌陷。引起水動力條件急劇變化的原因主要有降雨、水庫蓄水、井下充水、灌溉滲漏以及嚴重干旱、井下排水、高強度抽水等。

      ②天然地震和人為振動。

      ③附加荷載。

      ④廢液導致的酸堿液溶蝕活動。

      4.地裂縫形成條件

      如前所述,地裂縫分為構造地裂縫和非構造地裂縫兩類,它們具有不同的形成條件。

      構造地裂縫主要是伴隨地殼構造運動產生的地裂縫。地殼構造運動的方式是極其復雜的,它除了引起突發性地震活動,并形成地震地裂縫外,在更多情況下是在廣大地區發生緩慢的構造應力積累作用。伴隨這種作用,常常發生構造蠕變活動,因此形成地裂縫。這種地裂縫分布廣、規模大,危害最嚴重。非構造地裂縫的形成原因多樣,主要包括:崩塌、滑坡、塌陷引起的地裂縫;黃土濕陷、膨脹土脹縮、松散土滲蝕引起的地裂縫;干旱、凍融引起的地裂縫等。實踐表明,許多地裂縫并不是單一成因的地裂縫,而是以一種原因為主,同時又受其它條件影響的綜合成因的地裂縫。因此,在分析地裂縫形成條件時,還要具體現象具體分析。就總體情況看,控制地裂縫活動的首要條件是現今構造活動程度,其次是崩塌、滑坡、塌陷等災害動力活動程度以及水動力活動條件等。

      5.地面沉降形成條件

      如前所述,地面沉降可由多方面活動引起,主要包括地殼沉降活動、松散沉積物的自然固結壓實、人類開采地下水或油氣資源引起的土層壓縮沉降。從災害研究角度所說的地面沉降是指人類活動引起的沉降,或者是以人類活動為主,以自然動力為輔助作用引起的沉降活動。基于這種概念,地面沉降的形成條件也主要由兩方面構成。一是地面沉降的基礎條件。主要是具有一定厚度壓縮性較高的松散沉積物。這類沉積物主要發育在沿海平原、內陸盆地及河谷平原地區。這些地區一般都是地殼沉降地區,所以這些地區的地面沉降活動不僅與人類活動密切相關,而且持續的地殼沉降也起到了“雪上加霜”的作用。影響地面沉降的人為動力條件主要是長時期超強度開采地下水,使含水層和臨近非含水層中的孔隙水壓力減小,土的有效應力增大,發生壓縮沉降。

      6.海水入侵形成條件

      通常情況下,濱海地帶地下水水位自陸地向海洋方向傾斜,陸地地下水向海洋補給排泄,二者維持相對穩定的平衡狀態。在這種條件下,濱海地帶相對密度較小的地下淡水浮托在相對密度較大的海水或咸水之上,二者間形成寬度不等的過渡帶或臨界面。在咸淡水平衡狀態下,這個過渡帶或臨界面基本穩定。然而,這種平衡狀態一旦被破壞,咸淡水臨界面就要移動,以建立新的平衡。如果地下淡水蹬壓力降低,臨界面就要向陸地方向移動,于是就發生了海水入侵。

      導致濱海地帶咸淡水平衡狀態破壞的外因,除氣候干旱,地下水天然補給來源減少等自然原因外,主要是人為活動對天然水資源的破壞作用。近年來,我國沿海地區,水資源供需矛盾愈來愈尖銳,許多地區長期超量開采地下水,在濱海地帶形成了低于海平面的地下水位負值區。因此,使海水沿含水層侵入淡水區,發生海水入侵。此外,河北、山東一些沿海地區,在發展人工養殖、擴建鹽田等經濟活動中,常將海水用明渠提引到距離海邊5~15km的地方,因此擴大了咸水的分布范圍。解放以后,在大小河流上游修建了大量水庫、塘壩、使河流入海水量普遍減少;加上經常在河口地區大量挖砂,使河床標高降低,因此造成潮水上溯,使河流兩側發生海水入侵。

      導致海水入侵的內因是陸地地下淡水與海水之間存在良好的水力聯系:一些濱海平原地區,第四系含水層導水能力強,與海水之間缺乏穩定的隔水層而互相連通;還有一些地區,發育有裂隙巖溶水,含水巖層的裂隙、孔洞與海域直接連通,當陸地地下水水位下降到海平面以下時,海水就通過含水層迅速向內陸入侵。

      7.膨脹土災害影響條件

      膨脹土的主要危害是破壞房屋、鐵路、公路等工程建筑地基,使之變形,進一步造成建筑物沉陷開裂。這種破壞對于輕型建筑物尤其嚴重,有時既使加固了基腳或打樁穿過了膨脹土層,但仍能使地基發生位移,因此導致樁基變形或錯斷。

      膨脹土的破壞作用主要源于它的明顯的而且是反復交替的脹縮變化。因此,膨脹土的發育情況和性質是決定膨脹土危害程度的基礎條件。膨脹土的發育情況主要包括膨脹土的發育厚度和深度兩項要素。厚度越大,而且埋藏較淺時,危害越嚴重。膨脹土的性質主要是由自由膨脹率等指標標示的脹縮能力。依此,可以將膨脹土分為強膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土3個等級(表5-4)。

      表5-4 膨脹土脹縮性等級劃分標準

      據褚桂棠,1988。表中一類指分布在丘陵、盆地邊緣的膨脹土;二類指分布在河流階地的膨脹土;三類指分布在巖溶地區準平原谷地的膨脹土。

      影響膨脹土危害程度的外部條件主要是降雨、干旱等氣候變化和排水等人類活動,因此可以使膨脹土飽水或失水而發生脹縮變化,導致災害效應。

      (三)地質災害潛在危險性指標

      1.地質災害潛在危險性指標的確定原則

      上面分析表明,地質災害的形成條件異常復雜,因而在分析地質災害潛在危險性時,所涉及的內容非常廣泛。在這種情況下,如果將所有標示地質災害形成條件的要素都納入潛在危險性分析之中,不但不可能,而且也是不必要的。為了使分析指標適應潛在危險性分析需要,應按下列原則確定分析指標。

      (1)分主次原則 將那些對地質災害潛在危險性具有重要作用或直接關系的要素指標納入潛在危險性分析,舍去次要的、間接性要素指標。例如:影響滑坡潛在危險性的地質因素很多,但其中最直接、最重要的因素是巖體中的軟弱結構面,其它因素都是次要的因素;在影響巖溶塌陷活動的諸多地質條件中,最重要的因素是可溶巖的巖溶發育程度,其次是斷裂構造及現今構造活動程度,其它因素為次要因素。再如,植被條件對泥石流活動具有一定影響,可作為分析泥石流潛在危險性的指標,但對于其它地質災害的影響不大,可不納入評價指標;以降水為主要標志的氣候條件對泥石流和崩塌、滑坡活動具有重要作用,是評價其潛在危險性的指標,但對地裂縫、膨脹土等影響不大,不納入評價指標。分清主次關系,合理地確定評價指標,可以使潛在危險性分析更加科學,更加明了。

      (2)分層次原則 潛在危險性分析的目的是評價地質災害的發生概率、可能形成的規模和破壞范圍,為破壞損失評價或風險評價提供基礎。因此,災害活動概率、規模、破壞范圍是潛在危險性分析的終極目標,稱為目標指標。但這些指標是在分析地質災害活動條件充分程度的基礎上才能獲得,因而稱這些對地質災害活動具有直接影響的要素指標為分析指標。地質災害活動條件又是在一定的自然環境和社會經濟條件下出現的,所以將反映區域自然環境和社會經濟條件的指標稱為背景指標,它對于地質災害活動具有區域性控制作用。于是地質災害潛在危險性指標的層次系統為背景指標—分析指標—目標指標。

      (3)共性與個性兼顧原則 地質災害災情評估涉及不同的災種,而且又有點評估、面評估、區域評估等不同類型。它們既具有許多共同特點,又具有多方面差異。因此,在建立地質災害潛在危險性評價指標時,既要充分反映它們的共性特征,又要表現出它們的個性差異。從不同種類地質災害潛在危險性評價來說,它們都與地質條件、地形地貌條件、氣候水文條件、人類活動等有關。但這些條件對不同地質災害的作用程度以及具體要素不同,因此,既需要考慮評價指標的統一性,又要照顧各自的特色和差異。對于不同范圍的潛在危險性評價來說,基本指標類型一致,但精度要求不同。例如:在點評估中,滑坡-泥石流災害的地貌條件,采用地形坡度、溝谷長度、比降等指標,在面評估,特別是區域評估中,則采用海拔高程、地貌類型等宏觀指標。

      2.地質災害潛在危險性指標

      根據上述原則,將評價地質災害潛在危險性指標分為背景指標、分析指標、目標指標和點評估指標、面評估指標、區域評估指標(表5-5)。在三種范圍的災情評估中,背景指標和目標指標基本一致,不同災種稍有差異;分析指標不僅對不同范圍的災情評估有一定差異,而且對不同災種也有顯著不同(表5-6)。

      表5-5 地質災害潛在危險分析總體指標簡表

      表5-6 不同地質災害潛在危險性分析指標簡表

      這些指標是進行危險性評價和整個災情評估的基礎依據,因此是地質災害災情評估調查和地質災害勘查的重要內容。

      6、影響土溫、氣溫變化的因素有哪些?

      2013-10-11

      1日照時長 2.海拔高度 3.下墊面 4.天氣狀況 5.云層厚度等。

      7、膨脹土處理技術

      膨脹土是一類結構性不穩定的高塑性粘土,也是典型的非飽和土,它在世界范圍內分布極廣,迄今發現存在膨脹土的國家達40多個。我國是膨脹土分布最廣的國家之一,先后有20多個省、市和自治區發現有膨脹土,總面積在10×104 km2以上,成因以殘積或坡積為主。

      膨脹土的典型特征是具有裂隙性、膨脹性和超固結性,對氣候變化特別敏感。它們對其強度都有強烈的衰減影響,使得膨脹土的工程性能極差,病害十分嚴重。

      膨脹土的災害防治處理,按工程對象劃分,可劃分成建筑物地基的變形、邊坡穩定性、堤壩建筑和硐室穩定性問題。引起膨脹土災害的內因主要為親水性礦物和以SiO2、Al2O3、Fe2O3為主的化學成分、粘粒含量、孔隙比、含水量及其微結構和結構強度;外因是氣候條件,如降雨及蒸發、作用壓力、地形地貌及綠化、日照和室溫。其中膨脹土的水分轉移與含水量變化是誘發其危害的關鍵因素,對其地基處理主要控制其脹縮性。

      膨脹土地基的處理,應從上部結構與地基基礎兩方面著手,設計中除著重抓住控制膨脹土脹縮性這一主要矛盾,選擇合理的地基處理方法外,還需考慮上部結構的措施,加強構筑物的整體性與抗變形能力。基于上述考慮,膨脹土地基處理的基本原則如下:

      1)在膨脹土地基設計及處理時,首先應考慮場地地形的復雜程度及其對工程的影響,根據地形地貌條件可將場地分為平坦場地與斜坡場地兩種。針對前者,膨脹土地基按變形控制設計,并考慮氣候條件;后者除按變形控制設計外,還需驗算地基的穩定性,防止外部水分侵入與水平變形給邊坡帶來的嚴重危害,結合排水系統、坡面防護和設置支擋結構物綜合防治。

      2)按照建筑物對地基不均勻脹縮變形的適應能力和使用要求進行分類并區別對待,膨脹土地基處理應根據不同類型采取相應措施,使可能發生的變形量控制到容許變形值范圍內。同一建筑物不宜跨越不同的地貌單元、土層和工程地質分區,力求規劃簡單,不要局部突出或拐彎過多。必要時,應設置沉降縫斷開。

      3)根據場地膨脹土的特性與脹縮等級、當地材料、工程類型與施工條件,并結合膨脹土埋深、厚度、大氣影響、上部荷載等因素,回避或減緩膨脹土的不良特性、保持膨脹土工程特性的相對穩定性、改良膨脹土的本身性質以克服其濕熱敏感性,以及改變基礎形式與埋深,以提高地基的適應性,可選用有針對性的單一或綜合方法處理膨脹土地基。

      目前國內外有關膨脹土地基處理的方法較多,加固技術也在逐漸發展,下面介紹膨脹土地基的幾種常用處理方法。

      1.濕度控制法

      濕度控制法是通過控制膨脹土含水量的變化,保持地基中的水分不受蒸發及降雨入滲的影響,從而抑制地基的脹縮變形。目前比較成功的保濕方法有:預浸水法、暗溝保濕法、帷幕保濕法和全封閉法。

      (1)預浸水法

      預浸水法是在施工前用人工方法增加土的含水量,使膨脹土層全部或部分膨脹,并維持高含水量,從而消除或減少膨脹變形量。

      預浸水法只有在基底壓力不大且能保持地基土現有含水量的少數建筑物施工時可以采用,如蓄水池、冷卻塔等。其最常用的施工方法是在場地上挖一系列80cm深的明溝,設置幾排調整含水量的豎井,溝底鋪25cm厚的熟石灰,再填滿石子,使溝內充水約1個月,直到周圍的土都已濕潤為止。

      (2)暗溝保濕法

      暗溝保濕法的原理與預浸水法相近,主要是利用膨脹土的脹縮性與含水量密切相關的原理,讓膨脹土地基充分浸水至膨脹穩定含水量,并保證該含水量不發生變化,則地基既不會產生膨脹變形,也不會產生收縮變形,從而保證建筑物不因地基脹縮變形而引起破壞。保濕暗溝適用于有經常水源的3層以下房屋的處理,對無經常水源的房屋、強膨脹土地基和長期干旱地區不得采用。

      暗溝保濕法的具體做法:施工前預先在基槽中浸水,使地基在整個過程中不產生脹縮變形,建筑施工結束后在地基兩側修建干砌磚石暗溝或接頭不密封的水泥管保濕暗溝,土溝底用0.5%的坡度,干砌磚暗溝溝底用1∶3水泥砂漿抹平,溝外側用砂填實,溝頂鋪砂25cm,上部回填素土,應分層夯實,定期向暗溝內供水。由于暗溝中的水向地基土滲透,故建筑物使用過程中地基不產生膨脹變形。

      (3)帷幕保濕法

      帷幕保濕法是在建筑物兩側設置用不透水材料做成的帷幕,用來截斷地基中水分向外轉移或地基外的水分進入,保證地基中水分的相對穩定,防止地基土脹縮變形。帷幕形式有砂帷幕、填砂的塑料薄膜帷幕、填土的塑料薄膜帷幕、瀝青油氈帷幕以及塑料薄膜灰土帷幕等。

      帷幕埋深由建筑場地條件和當地大氣影響急劇層深度來確定,根據地基土層水分變化情況,在房屋四周分別采取不同帷幕深度,以截斷側向土層水分的轉移,帷幕配合1.5m寬散水進行地基處理,效果明顯,尤其當膨脹土地基上部覆蓋層為卵石、砂質土等透水層時,采用該法防止側向滲水進入地基,效果良好。帷幕保濕法既可用于新建房屋,也可用于已損壞房屋的處理,前者通常情況下是在建房的同時建造帷幕。

      建造帷幕時,帷幕深度應不小于基礎的最小埋深;不透水材料可用油氈,但一般應選用較厚的聚乙烯薄膜,一般宜用兩層,鋪設時臺階部分不應少于10cm,并采用熱合處理;隔水宜采用2∶8或3∶7灰土回填,在塑料薄膜失效時,灰土仍可起防水作用,散水寬度一般不小于1.5m,但必須覆蓋帷幕,做法嚴格遵守規范規定。

      (4)全封閉法

      全封閉法一般在膨脹土路堤中應用,也稱為包蓋法或包邊路堤,主要在膨脹土廣泛分布的地區,出于經濟上的考慮和受填料條件所限,不得不采用弱膨脹土和中膨脹土填筑路堤時,可直接用接近最佳含水量的中、弱膨脹土填筑路堤堤心部位,用普通粘土或改性土作為路堤兩邊邊坡與基底及頂面的封層,從而形成包心填方,讓膨脹土永久地封存在非膨脹土之中,避免膨脹土與外界大氣直接接觸,保持膨脹土濕度,使其失去脹縮性,從而成為良好的路基填料。在通常情況下,全封閉法僅適用于非浸水路堤。

      為了能確保封閉效果,有效地限制堤內膨脹土濕度變化,封層應有相當的厚度。在用膨脹土填筑路基時,每一層鋪設厚度宜控制在30cm以內,先用普通粘土填包邊層,之后再填筑膨脹土夾心層,包邊層和夾心層可同時碾壓,壓實后必須形成人字形路拱,并平整坡面。封頂層可用普通粘土填筑,厚度一般不應小于1.5m,表面用碾壓機碾壓平整。邊坡包邊寬度不小于2.0m,并按設計要求做好梯形路拱,每一段路堤按標準施工完畢后,人工刷好邊坡,并拍打密實、平整,施工應選在非雨水季節。

      2.土質改良法

      土質改良法顧名思義就是在膨脹土中摻入其他材料,使其物理、力學特性得到改善,克服其不良的濕熱敏感性,從而能滿足工程的使用性能。目前對土質改良法子類歸屬尚不規范,不同部門、不同行業與工程手冊等還沒有統一。從膨脹土的土質改良法實質出發,按其加固機理不同而區比較合適。為此,將膨脹土的土質改良法劃分為物理改良法、化學改良法與綜合改良法。

      (1)物理改良法

      物理改良法是在膨脹土中添加其他非膨脹性固體材料,通過改變膨脹土原有的土顆粒組成及級配,從而減弱膨脹土的脹縮能力,達到改善其工程性質的目的。廠家的摻和料有風積土、砂礫石、粉煤灰與礦渣等。

      物理改良法并沒有改變膨脹土的本性,主要適用于弱膨脹土的改良。采用該法處理膨脹土,需摻和較高的添加材料,實際選用時,需慎重考慮。

      (2)化學改良法

      化學改良法是利用在膨脹土中加入某種其他物質,并添加材料使加入物質與膨脹土中的粘土顆粒發生某種化學反應或物質交換過程,以達到降低膨脹土膨脹潛勢、增加強度和提高水穩定性的目的。該種處理方法的最大優點在于能從本質上改善膨脹土的不良工程性質,理論上可以根本消除膨脹土的脹縮性,是國內外膨脹土工程處理技術中的熱點領域,應用廣泛。

      當前,應用化學加固膨脹土的添加材料種類較多,按形態既有固體添加劑、也有液體添加劑,按其化學成分劃分還有無機添加劑和有機添加劑等。

      (3)綜合改良法

      綜合改良法是利用物理改良與化學改良加固機理,既改變膨脹土的物質組成結構,又改變其物理力學性質,集化學改良土水穩定性較好和較大的凝聚力及物理改良材料有較高內摩擦角和無脹縮性的優點,達到強化膨脹土的土質改良效果。由于該法充分利用了一些固體廢棄物與價格低廉的材料,如粉煤灰、礦渣與砂礫石等,有利于環保,且改良質量良好,得到了工程界的普遍重視。當前在膨脹土工程建設中應用較多的有二灰土、石灰砂礫料與礦渣復合料等。

      需要說明的是,在膨脹土的各種土質改良法中,均普遍存在著如何能達到添加劑均勻有效地改良膨脹土的施工問題,以及如何科學合理地確定質量控制指標與快速準確地進行摻入料計量問題。因此,除需繼續研究各種改良新方法外,加強其施工工藝的研究也十分必要。

      此外,還可采用換填法、壓實控制法、樁基等方法進行膨脹土的處理,其設計和施工方法可參考相關規范。

      8、逆溫層的形成,影響,出現時間與氣候條件有哪些

      成因:1:輻射逆溫 因地面強烈輻射而形成的逆溫稱為輻射逆溫。在晴朗無風或微風的夜晚,地面因輻射冷卻而降溫,與地面接近的氣層冷卻降溫最強烈,而上層的空氣冷卻降溫緩慢,因此使低層大氣產生逆溫現象。輻射逆溫一般日出后,逆溫就逐漸消失了。 2:平流逆溫 由于暖空氣流到冷的地面上而形成的逆溫稱為平流逆溫。當暖空氣流到冷的地面上時,暖空氣與冷地面之間不斷進行熱量交換。暖空氣下層受冷地面影響最大,氣溫降低最強烈,上層降溫緩慢,從而形成逆溫。平流逆溫的強度,主要決定于暖空氣與冷地面之間的溫差。溫差愈大,逆溫愈強。 3:湍流逆溫 因低層空氣的湍流混合作用而形成的逆溫稱為湍流逆溫。當氣層的氣溫直減率小于干絕熱直減率時,經湍流混合后,氣層的溫度分布逐漸接近干絕熱直減率。因湍流上升的空氣按干絕熱直減率降低溫度。空氣上升到混合層頂部時,它的溫度比周圍的氣溫低,混合的結果,使上層氣溫降低;空氣下沉時,情況相反,致使下層氣溫升高。這樣就在湍流減弱層,出現逆溫。 4: 下沉逆溫 因整層空氣下沉而形成的逆溫稱為下沉逆溫。當某氣層產生下沉運動時,因氣壓逐漸增大,以及由于氣層向水平方向擴散,使氣層厚度減小。若氣層下沉過程是絕熱過程,且氣層內各部分空氣的相對位置不變。這時空氣層頂部下沉的距離比底部下沉的距離大,致使其頂部絕熱增溫的幅度大于底部(圖中H>H′)。因此,當氣層下沉到某一高度時,氣層頂部的氣溫高于底部,而形成逆溫。下沉逆溫多出現在高壓控制的地區,其范圍廣,逆溫層厚度大,逆溫持續時間長。 5:鋒面逆溫 鋒面是冷暖氣團之間狹窄的過渡帶,暖氣團位于鋒面之上,冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上,便形成逆溫。 在自然界,逆溫的形成常常是幾種原因共同作用的結果。無論逆溫是怎樣形成的,只要逆溫出現,對天氣均有一定影響。逆溫層能阻礙空氣的垂直運動;大量煙塵、水汽等聚集在逆溫層下面,使能見度變壞,也易造成大氣污染。 6:地形逆溫 多發生在山谷或盆地。夜晚山坡上降溫快,冷空氣沿斜坡流入低谷和盆地,使原來的較暖的空氣受擠抬升,出現的溫度倒置現象。 什么叫“逆溫”和“逆溫層” 提起逆溫,很多人對于它是比較陌生的。但是,由于逆溫層而造成的天氣異常變化,對人們生產、生活影響很大,甚至給人們的生命財產帶來極大危害,許多人已經有所了解。 冬春時節的早晨或傍晚,在城市和市郊,常常見到煙霧上升到一定高度之后,就向水平方向漂浮起來,彌漫四方。如果無風又降溫劇烈的情況下,整個視野很快就變得模糊起來,隨著煙霧的襲來,天氣陰沉,太陽無光,壓得人透不過氣來,同時也便會聞到煤煙味和其它難聞的氣味。身體抵抗能力較差的人,便會出現胸悶、咳嗽、喉痛、嘔吐、呼吸困難等癥狀。這是由于空氣中形成了逆溫和逆溫層,使低層空氣迅速污染而造成的。 什么叫逆溫和逆溫層呢?一般情況下,在低層大氣中,通常氣溫是隨高度的增加而降低的。但有時在某些層次可能出現相反的情況,氣溫隨高度的增加而升高,這種現象稱為逆溫。出現逆溫現象的大氣層稱為逆溫層。 逆溫層的形成原因主要有以下幾種:一是地面輻射冷卻;二是空氣平流冷卻;三是空氣下沉增溫;四是空氣的亂流混合;五是鋒面上形成的逆溫。按形成的原因不同,將逆溫層可分為輻射逆溫層,平流逆溫層,下沉逆溫層,鋒面逆溫層和亂流逆溫層。但不論哪一種逆溫層,都對天氣有一定的影響。 影響及防護:在逆溫層中,較暖而輕的空氣位于較冷而重的空氣上面,形成一種極其穩定的空氣層,就象一個鍋蓋一樣,籠罩在近地層的上空,嚴重地阻礙著空氣的對流運動,由于這種原因,近地層空氣中的水汽、煙塵以及各種有害氣體,上天無路,入地無門,只有飄浮在逆溫層下面的空氣層中,有利于云霧的形成,而降低了能見度,給交通運輸帶來麻煩,更嚴重的是,使空氣中的污染物不能及時擴散開去,加重大氣污染,給人們的生命財產帶來危害。近代世界上所發生的重大公害事件中,就有一半以上與逆溫層的影響有關。 逆溫層對人們的健康造成很大危害。為了盡量避免它的不利影響,保護人類環境,維護人民生命財產的安全,我們一方面必須詳細了解低層大氣中的逆溫層,找出其規律性,這樣才能對于防止大氣污染提供可靠的氣象依據。另一方面,要采取必要的措施,想方設法防止逆溫層的產生,這就是要減少或消除污染源,大力種樹、種草、種花等,綠化美化環境。摘自網絡

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