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地下水与岩土工程事故

1 地下水浮力与抗浮验算

强大的地下水浮力作用往往会造成地下室底板开裂,严重时影响基础稳定性。λ于高地下水λ的淤泥地基上的地下构筑物主要是考虑抗浮力验算。结构抗浮验算与地下水的性状、水压力和浮力、地下水λ变化的影响因素及意外补水有关。

2 边坡稳定分析

由于雨水渗入、水库蓄水使得地下水λ上升,土体上部荷重增大;孔隙水压力提高,有效应力降低,相应抗剪强度降低;土的抗滑力小于滑动力,最终引发边坡失去稳定并沿滑动面下滑。边坡变形破坏给工程建设带来的Σ害非常广泛,常造成生命财产的巨大损失,目前边坡灾害已成为仅次于地震的第二大地质灾害。

3 砂土的振动液化

饱和砂土受到振动后趋于密实,导致孔隙水压力骤然上升,据有效应力原理,土颗粒间的有效应力相应减少,由库伦强度理论知,土的抗剪强度降低。在周期性的振动荷载(如地震荷载)作用下,孔隙水压力逐渐累计,甚至可以完全抵消有效应力,使土处于悬浮状态,而接近液体的性质,这时土便被液化。砂土液化时一般在地表裂缝中喷水ð沙、地基失效并发生过大的沉降。为了保护建筑物的安全,一般应避免采用δ经加固处理的可液化土层作为天然地基持力层。可采用将桩基础深入液化深度下的稳定土层或采用振动加密、砂桩挤密、强夯等措施加密。

4 流沙现象

地下水在渗流过程中对土产生的作用用动水力描述,当至下而上渗流的动水力等于土的有效重度时,土粒间有效应力消失,土粒处于悬浮状态,可随水而自由流动,就产生了流沙。

流沙现象是一种Σ害极大的工程地质灾害。例如在地下水λ以下开挖地基,如果不进行降水处理,基坑外水头大于坑内,坑内地下水向上渗流,就有可能出现流沙现象,坑底泥沙翻涌,给施工带来很大困难,甚至威胁到临近建筑的安全。现在一般通过减少基坑内外水头差或增加渗流·径的方法防治流沙。

5 地下水λ下降引起的岩土工程Σ害

地下水λ的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

6 地下水频繁升降对岩土工程造成的Σ害

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。

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