【资料】地下水与地质灾害(2) - 岩土工程学报杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表- 岩土工程学报

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【资料】地下水与地质灾害(2)

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n>地下水对岩土体强度的影响主要有三方面:1.地下水通过物理的、化学的作用改变岩土体的结构，从而改变岩土体的C、值; 2. 地下水通过空隙静水压力(P)作用，影响岩体中的有效应力而降低岩土全的强度; 3. 地下水通过空隙动水压力(h)的作用，对岩土体施加一个推力，即在岩土体中产生一个剪应力，从而降低岩土体的抗剪强度。

地下水与岩土体相互作用导致的地质灾害分析

地下水与岩土体相互作用引起的地面沉降、岩溶地面塌陷及油井破坏

由地下水开采引起的地面沉降量的计算应该涉及三方面的量即:1. 由于地下水渗透压力的降低，使岩土中有效应力增加，导致含水层的压密量;2. 由于地下水渗透压力的降低，使岩土中有效应力增加，引起土体中弱透水层的固结变形量;3. 由于地下水渗透压力的降低，在含水层中形成了地下水向井群方向运动的很大的水力梯度，增加了空隙动水压力。在空隙动水压力的作用下，含水层中水和土颗粒都在运动。土颗粒的水平运动引起的含水层的垂向变形量，(压密和颗粒的重排列引起的孔隙变小)。4. 其他，在某些地区的地面沉降量还包括:城市的地面静荷载(如建筑物)和动荷载(如公路、铁路)引起的地面沉降量;地下工程(如地铁、人防工程、地下商场等)引起的地面沉降量;新近沉积物的天然固结引起的地面沉降量;新构造运动引起的区域下沉量等。

岩溶地区集中开采地下水而引起的岩溶塌陷的力学机制有:1. 当上覆松散砂层含水层，下伏岩溶含水层中存在溶洞时，天然状态下地下水渗透力与岩土体形成了动平衡。当人工开采岩溶地下水时，造成岩溶地下水位下降至松散层之下，在上下两含水层中形成大的水头梯度，在空隙动水压力作用下，使上覆松散含水层中地下水和土颗粒垂直流向下伏岩溶溶洞，导致岩溶地面塌陷;2. 当上覆松散层为隔水的粘土层，下伏岩溶含水层中存在溶洞时，天然状态下岩溶地下水为承压状态，地下水渗透力与岩土体形成了动平衡。当人工开采岩溶地下水时,造成岩溶地下水位下降变成无压状态，在上下两层之间形成真空区，使上覆松散层中的原有效应力改变而导致岩溶地面塌陷;粘土层中有效应力的增加导致粘土层压缩变形，当下覆岩溶层中有溶洞存在时粘土层向溶洞方向变形导致岩溶地面塌陷。

地下水与岩体相互作用导致的大坝失稳

拱坝失事的原因是:拱坝部受拉应力，使大坝踵附近岩体受拉，倾向下游的岩体结构面张开，裂缝使帷幕短路。

库区蓄水后，库水沿张裂缝渗透。由于下游断层封堵了渗流通道，致使张开裂缝中产生等于水库全水头的空隙静水压力，使裂隙扩容(减小了有效应力)，并伴随空隙动水压力作用减小了结构面的抗剪强度)，使坝肩岩体失稳。对于重力坝来说基稳定至关重要。由水一岩相互作用而影响重力坝坝基稳定性除了通常考虑的坝基扬压力外，还要考虑通过坝基岩体或结构面的空隙动水压力作用和地下水对结构面的物理和化学作用。在坝基岩体抗滑稳定性评价时，现有的公式中仅考虑了空隙静水压力的作用，而未考虑空隙动水压力的影响。在裂隙内的地下动水压力平行地作用在裂隙面上(裂隙面上的动水压力是一种面力，而连续介质中的动水压力为体积力)，它与静水压力共同作用于裂隙面上，使岩体的裂隙面上的增加一个很大的剪切应力，往往大坝的失事与这两种的共同作用有关。

地下水与岩体相互作用导致的水库诱发地震

水库诱发地震的发生，可造成大坝、附近建筑物的破坏及人员的伤亡。水库诱发地震是水一岩相互作用的结果，它的诱发因素有:1. 水库水荷载作用，增加了库区岩体的自重应力，从而改变库区岩体的应力场;2. 渗透空隙静水压力作用，是由于库水沿库底岩体及潜在活动断层渗透而产生的使岩体内有效应力减小的力，使断层产生扩容，减小其抗剪强度;3. 渗透空隙动水压力作用，是由于库水沿库底潜在

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