现代土木工程 第12章 土木工程防灾与减灾.ppt

《现代土木工程 第12章 土木工程防灾与减灾.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代土木工程 第12章 土木工程防灾与减灾.ppt（56页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、12.1 12.1 土木工程防灾减灾简介土木工程防灾减灾简介 12.1.1 灾害及灾害类型 灾害是对能够给人类和人类赖以生存的环境造成破坏灾害是对能够给人类和人类赖以生存的环境造成破坏性影响的事物总称。灾害性影响的事物总称。灾害与程度无关与程度无关，通常是指在局部，通常是指在局部由由某种不可控制或未予控制的破坏性因素引起某种不可控制或未予控制的破坏性因素引起的，的，突然或在突然或在短时间内扩张和发展短时间内扩张和发展，进而演变成灾难，进而演变成灾难，超过本地区防救超过本地区防救力量力量所能解决的大量人群伤亡和物质财富毁损的现象。所能解决的大量人群伤亡和物质财富毁损的现象。(1)灾害概况灾害概况

2、灾害的产生原因：自然因素自然因素与人类关系最密切的生物链与人类关系最密切的生物链的破坏或远离平衡的发展，的破坏或远离平衡的发展，大气和水圈在演化过程中所大气和水圈在演化过程中所出现的大区域或局部远离平出现的大区域或局部远离平衡的运动，岩石圈在运动过衡的运动，岩石圈在运动过程中出现大规模突然断裂等。程中出现大规模突然断裂等。社会因素社会因素人类对森林、植被和草原的人类对森林、植被和草原的过度砍伐和破坏等造成土地过度砍伐和破坏等造成土地荒漠，人类活动对地球表面荒漠，人类活动对地球表面环境的污染，物种灭绝，人环境的污染，物种灭绝，人口暴长等等。口暴长等等。自然灾害是人类依赖的自然界中所发生的异常现象

3、，自然灾害是人类依赖的自然界中所发生的异常现象，自然灾害对人类社会所造成的危害往往是触目惊心的。自自然灾害对人类社会所造成的危害往往是触目惊心的。自然灾害及其衍生灾害都对人类的生产和生活造成了严重的然灾害及其衍生灾害都对人类的生产和生活造成了严重的影响和后果，主要包括以下几个方面：影响和后果，主要包括以下几个方面：造成人口的大量死亡造成人口的大量死亡 给社会经济造成破坏给社会经济造成破坏 造成社会不稳定造成社会不稳定(2)自然灾害自然灾害中国近中国近6060年遭受巨大灾害一览表年遭受巨大灾害一览表 时间时间地点地点灾害种灾害种类类基本情况基本情况1950年年7月月长长江中下游、江中下游、淮河流

4、域淮河流域洪水洪水汉汉口口长长江水位高达江水位高达29.73米，米，较历较历史最高水位的史最高水位的1931 年高出年高出14.5米，淹没米，淹没农农田田 4755万万亩亩，1888万人受灾，万人受灾，财产损财产损失在失在100亿亿元以上。元以上。1959-1961年年全国范全国范围围干旱干旱干旱范干旱范围围广广时间长时间长，早情重，北方冬麦区，早情重，北方冬麦区还还遭受遭受较较重的干重的干热风热风危害，人口非正危害，人口非正常死亡增加，常死亡增加，仅仅1960年年统计统计，全国，全国总总人口人口净净减少减少1000万人。万人。1963年年8月月海河流域海河流域洪水洪水暴雨面暴雨面积积大，淹没

5、大，淹没104个个县县市市7294多万多万亩亩耕地，水耕地，水库库崩塌，崩塌，桥桥梁被梁被毁毁，京广，京广线线中中断，断，2200余万人受灾，直接余万人受灾，直接经济损经济损失达失达60亿亿元。元。1966年年3月月8日日河北邢台河北邢台地震地震震源深度震源深度10公里，震中烈度公里，震中烈度为为 9度度强强，波及波及60多个多个县县，受灾面，受灾面积积达达2.3万平方公万平方公里，里，毁毁坏房屋坏房屋500余万余万间间，8064人人丧丧生，生，3.8万余人受万余人受伤伤。仅仅邢台地区不完全邢台地区不完全统计统计，损损失就高达失就高达10亿亿多元。多元。1970年年1月月5日日云南通海云南通海

6、地震地震震源深度震源深度仅仅134米，引起米，引起严严重滑坡、山崩等，受灾面重滑坡、山崩等，受灾面积积4500多平方公里，多平方公里，15621人死亡，人死亡，338456间间房屋倒塌，房屋倒塌，166338头头大牲畜死亡。大牲畜死亡。1975年年8月月河南河南驻马驻马店店洪水洪水汝河、沙汝河、沙颍颍河、唐白河三大水系各干支流河水猛河、唐白河三大水系各干支流河水猛涨涨，漫溢决堤，板，漫溢决堤，板桥桥、石漫、石漫滩滩水水库垮坝库垮坝失事，造成特大洪水，直接失事，造成特大洪水，直接经济损经济损失失100亿亿元。元。1976年年7月月28日日河北唐山河北唐山地震地震震源深度震源深度12公里，震中烈度

7、达公里，震中烈度达11度，造成度，造成24.2万人死亡，万人死亡，16.4万人受重万人受重伤伤，仅仅唐唐山地区山地区总总的直接的直接经济损经济损失达失达54亿亿元。元。1985年年8月月辽辽河流域河流域洪水洪水造成造成辽辽河流域中小河流决口河流域中小河流决口4000多多处处，致使，致使60多个市、多个市、县县，1200多万人，多万人，6000多万多万亩农亩农田和田和 大批工大批工矿矿企企业业遭受特大洪水遭受特大洪水袭击袭击，死，死230人，直接人，直接经济损经济损失失47亿亿元，元，东东北三省减北三省减产产粮食粮食100亿亿斤。斤。1998年年7月下旬至月下旬至9月中旬初月中旬初长长江流域江流

8、域洪水洪水自自1954年以来年以来长长江全流域性大洪水，受灾人数上江全流域性大洪水，受灾人数上亿亿，近，近500万所房屋倒塌，万所房屋倒塌，2000多万公多万公顷顷土地被淹，土地被淹，经济损经济损失达失达1600多多亿亿元人民元人民币币。2008年年南方地区南方地区雪灾雪灾全国全国19个省个省级级行政区均受影响，死亡行政区均受影响，死亡129人，失踪人，失踪4人，人，紧紧急急转转移安置移安置166万人；万人；农农作物受灾面作物受灾面积积1.78亿亩亿亩，倒塌房屋，倒塌房屋48.5万万间间，损损坏房屋坏房屋168.6万万间间；因灾直接；因灾直接经经济损济损失失1516.5亿亿元。元。2008年年

9、5月月12日日四川汶川四川汶川地震地震震源深度震源深度10-20公里，震中烈度达公里，震中烈度达11度，造成度，造成69225人死亡，人死亡，374640人受人受伤伤，17939人失踪，直接人失踪，直接经济损经济损失达失达8451亿亿元人民元人民币币。由于人们不当的知识或缺乏知识、由于人们不当的知识或缺乏知识、不当的选址、不当不当的选址、不当的设计、不当的施工、不当的使用和不当的维护的设计、不当的施工、不当的使用和不当的维护，导致所，导致所建造的土木工程不能抵御突发的载荷，导致土木工程的失建造的土木工程不能抵御突发的载荷，导致土木工程的失效和破坏，乃至倒塌而造成了灾害，给人类带来了损失。效和破

10、坏，乃至倒塌而造成了灾害，给人类带来了损失。(3)土木工程灾害土木工程灾害地震引起的铁轨地震引起的铁轨变形变形 土木工程灾害有两大基本特点土木工程灾害有两大基本特点 土木工程是造成灾害的主要载体土木工程是造成灾害的主要载体 减轻这种灾害的主要手段和方法必须要依靠土木工程减轻这种灾害的主要手段和方法必须要依靠土木工程方法，其他方法都不能根本地解决土木工程灾害问题方法，其他方法都不能根本地解决土木工程灾害问题广东九江大桥塌陷事故现场广东九江大桥塌陷事故现场 飞石砸断彻底关大桥事故现场飞石砸断彻底关大桥事故现场 12.1.2 土木工程防灾减灾发展历史与现状 由于各种自然灾害相互联系而构成自然灾害系统

11、，影由于各种自然灾害相互联系而构成自然灾害系统，影响到社会的方方面面，因此，减灾需要社会各部门、各地响到社会的方方面面，因此，减灾需要社会各部门、各地区、各学科、各阶层协调行动，减灾的各项措施必须相互区、各学科、各阶层协调行动，减灾的各项措施必须相互衔接、紧密配合，并形成一套系统工程。减灾系统工程是衔接、紧密配合，并形成一套系统工程。减灾系统工程是一个由多种减灾措施组成的有机整体，主要由一个由多种减灾措施组成的有机整体，主要由监测监测、预报预报、防灾防灾、抗灾抗灾和和重建重建等多个环节组成，每个环节又包括若干等多个环节组成，每个环节又包括若干个相互联系的子系统。个相互联系的子系统。防灾减灾通常

12、采取两大类措施：即灾前的措施和灾后防灾减灾通常采取两大类措施：即灾前的措施和灾后的措施。的措施。灾前的措施就是灾前的措施就是“预防为主预防为主”；灾后的措施包括灾后的措施包括4R4R：Rescue抢救生命抢救生命；Relief救济救济，包括给受害者生活和医疗的必需品和必需，包括给受害者生活和医疗的必需品和必需的条件或货币；的条件或货币；Resettlement对灾民的重新安置对灾民的重新安置；Re-covering and Reconstruction恢复与重建恢复与重建。早期土木工程的任务主要是解决人类早期土木工程的任务主要是解决人类“住与行住与行”的基的基本问题本问题；重大的灾害及其对土木

13、工程设施的破坏，引起了人们重大的灾害及其对土木工程设施的破坏，引起了人们对土木工程防灾减灾的逐渐关注与重视对土木工程防灾减灾的逐渐关注与重视；地震发生的不确定性及工程质量（设计和施工）对于地震发生的不确定性及工程质量（设计和施工）对于抗震防灾的重要性抗震防灾的重要性；对发展中和发达国家的防灾减灾以及结合地域特点的对发展中和发达国家的防灾减灾以及结合地域特点的防灾减灾提出了新的课题防灾减灾提出了新的课题。塔科马塔科马悬索桥悬索桥的垮塌的垮塌 土木工程灾害主要内容土木工程灾害主要内容 土木工程规划性防灾土木工程规划性防灾 工程性防灾工程性防灾 工程结构抗灾工程结构抗灾 工程技术减灾工程技术减灾 工

14、程结构在灾后的检测与加固工程结构在灾后的检测与加固 前面前面4项内容是灾害发生前进行的工作，第项内容是灾害发生前进行的工作，第5项内容是灾害发项内容是灾害发生后进行的工作，涉及灾害材料学、灾害检测学、工程修复生后进行的工作，涉及灾害材料学、灾害检测学、工程修复和加固等领域。和加固等领域。12.2 12.2 主要灾害与防灾减灾对策主要灾害与防灾减灾对策 12.2.1 地震灾害及其防灾减灾对策 地震，又称地动、地振动，是自然灾害中发生最多、地震，又称地动、地振动，是自然灾害中发生最多、影响最大的一种。从时间上看，地震有活跃期和平静期交影响最大的一种。从时间上看，地震有活跃期和平静期交替出现的周期性

15、现象。从空间上看，地震的分布呈一定的替出现的周期性现象。从空间上看，地震的分布呈一定的带状。带状。(1)地震灾害基本概地震灾害基本概况况中国地震带中国地震带分布示意分布示意 地震分为地震分为天然地震天然地震和和人工地震人工地震两大类。天然地震主要两大类。天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积是构造地震，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，到地面引起的房摇地动，构造地震约占地震总传播出去，到地面引起的房摇地动，构造地震约占地震总数的数的90%90%以上。以上。构

16、造地震产构造地震产生原理生原理 20082008年，四川汶川特大年，四川汶川特大地震是新中国成立以来地震是新中国成立以来破坏性最强、波及范围破坏性最强、波及范围最广、救灾难度最大的最广、救灾难度最大的一次地震，震级达里氏一次地震，震级达里氏8 8级，最大烈度达级，最大烈度达1111度，度，余震余震3 3万多次。引发的崩万多次。引发的崩塌、滑坡、泥石流、堰塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生灾害举世罕塞湖等次生灾害举世罕见。汶川大地震也震断见。汶川大地震也震断了外界连接震中地区的了外界连接震中地区的所有公路、桥梁，致使所有公路、桥梁，致使灾区群众和救灾队伍、灾区群众和救灾队伍、救灾机械、救灾物资被救灾

17、机械、救灾物资被阻断在了阻断在了“生命线生命线”两两边。边。地震时造成房屋破坏的地震时造成房屋破坏的“元凶元凶”是是地震力地震力，它是一种惯性，它是一种惯性力。力。结构物破坏的影响因素结构物破坏的影响因素与地震本身有关与地震本身有关，地震越大，震中距越小，震源深度，地震越大，震中距越小，震源深度越浅，破坏越重；越浅，破坏越重；与结构本身的质量与结构本身的质量，包括其结构是否合理，施工质量，包括其结构是否合理，施工质量是否到位等；是否到位等；结构物所在地的场地条件结构物所在地的场地条件，包括场地土质的坚硬程度、，包括场地土质的坚硬程度、覆盖层的深度等等；覆盖层的深度等等；局部地形对震害的影响也很

18、大局部地形对震害的影响也很大。(2)地震灾害的土木工程对策地震灾害的土木工程对策对于地震灾害采用的土木工程对策主要从规划设计和施工建对于地震灾害采用的土木工程对策主要从规划设计和施工建造两方面着手，选择有利的抗震设计方法和原则，并对结构造两方面着手，选择有利的抗震设计方法和原则，并对结构物采取合理可行的减震措施以减轻地震力对结构造成的影响。物采取合理可行的减震措施以减轻地震力对结构造成的影响。国内外土木工程抗震原则国内外土木工程抗震原则我国一般建设工程抗震设防要求采用三个水准概率我国一般建设工程抗震设防要求采用三个水准概率来设防来设防 “小震不坏、中震可修、大震不倒小震不坏、中震可修、大震不倒

19、”地震抗震标准，针对不同地区的建筑物是不一样的地震抗震标准，针对不同地区的建筑物是不一样的 强制性的抗震标准强制性的抗震标准采用一些新的建筑理念和结构形式来抵抗地震作用采用一些新的建筑理念和结构形式来抵抗地震作用 改变改变“以地球为相当好的惯性参考系以地球为相当好的惯性参考系”的传统设的传统设计理念计理念新的土木工程抗震设计新的土木工程抗震设计刚性结构提高建筑物的抗震性能刚性结构提高建筑物的抗震性能使用橡胶、弹簧等弹性装置提高建筑物的抗使用橡胶、弹簧等弹性装置提高建筑物的抗震性能震性能 上部结构与基础的分离式设计上部结构与基础的分离式设计 滚动支撑式基础提高建筑物抗震性能滚动支撑式基础提高建筑

20、物抗震性能 12.2.2 风灾害及其防灾减灾对策 形成风的直接原因，是形成风的直接原因，是气压在水平方向分布的不均匀气压在水平方向分布的不均匀。地面风不仅受气压梯度力和地转偏向力的支配，而且在很地面风不仅受气压梯度力和地转偏向力的支配，而且在很大程度上，风还受大气环流、地形、水域等不同因素的综大程度上，风还受大气环流、地形、水域等不同因素的综合影响。合影响。(1)风灾害基本概况风灾害基本概况典型的龙卷风典型的龙卷风 热带气旋热带气旋 热带气旋是发生在热带或副热热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋，是一种强大带洋面上的低压涡旋，是一种强大而深厚的热带天气系统。热带气旋而深厚的热带天气系统

21、。热带气旋通常在赤道南北通常在赤道南北3030纬度以内的海面纬度以内的海面（如西北太平洋、北大西洋、印度（如西北太平洋、北大西洋、印度洋）上形成。热带气旋的最大特点洋）上形成。热带气旋的最大特点是它的能量来自水蒸气冷却凝固时是它的能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热。热带气旋登陆后，或放出的潜热。热带气旋登陆后，或者当热带气旋移到温度较低的洋面者当热带气旋移到温度较低的洋面上，便会因为失去温暖而潮湿的空上，便会因为失去温暖而潮湿的空气供应能量，而减弱消散或转化为气供应能量，而减弱消散或转化为温带气旋。温带气旋。名名 称称属属 性性超强台风（超强台风（Super Super TYTY）底层中心附近

22、最大平均风速底层中心附近最大平均风速51.0 51.0 米米/秒，也即秒，也即1616级或级或以上以上强台风（强台风（STYSTY）底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速41.5-50.9 41.5-50.9 米米/秒，也即秒，也即14-14-15 15 级级台台 风（风（TYTY）底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速32.7-41.4 32.7-41.4 米米/秒，也即秒，也即12-12-13 13 级级强热带风暴强热带风暴(STS)(STS)底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速24.5-32.6 24.5-32.6 米米/秒，也即风力秒，也即风力10-11

23、 10-11 级级热带风暴热带风暴(TS)(TS)底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速17.2-24.4 17.2-24.4 米米/秒，也即风力秒，也即风力8-9 8-9 级级热带低压热带低压(TD)(TD)底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速10.8-17.1 10.8-17.1 米米/秒，也即风力秒，也即风力为为6-7 6-7 级级热带气旋按中心附近地面最大风速划分等级热带气旋按中心附近地面最大风速划分等级 热带气旋灾害的危害热带气旋灾害的危害强风强风 暴雨暴雨 风暴潮风暴潮 龙卷风龙卷风 龙卷风是一种龙卷风是一种强烈的、小范围强烈的、小范围的的空气涡旋空气涡旋，是

24、在极，是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的，由雷暴云不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的，由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云底伸展至地面的漏斗状云(龙卷龙卷)产生的强烈的旋风，其产生的强烈的旋风，其风力可达风力可达1212级以上，风速最大可达每秒级以上，风速最大可达每秒100100米以上，一米以上，一般伴有雷雨，有时也伴有冰雹。龙卷风的袭击突然而猛般伴有雷雨，有时也伴有冰雹。龙卷风的袭击突然而猛烈，对建筑的破坏也相当严重，经常是毁灭性的。龙卷烈，对建筑的破坏也相当严重，经常是毁灭性的。龙卷风难以准确预报，但可根据天气条件判断在某一地区产风难以准确预报，但可根据天气条件判断在某一地区产生龙

25、卷的可能性，并通过雷达监测及时发出警报。生龙卷的可能性，并通过雷达监测及时发出警报。龙卷风破坏力的组成龙卷风破坏力的组成风压极大，可将沿途的建筑物摧毁风压极大，可将沿途的建筑物摧毁 建筑物与龙卷之间的巨大的气压梯度力，足以使建建筑物与龙卷之间的巨大的气压梯度力，足以使建筑物由内向外爆炸筑物由内向外爆炸 上升气流极强，能将上万吨的整节大车厢卷入空中，上升气流极强，能将上万吨的整节大车厢卷入空中，将上千吨的轮船由海面抛到岸上将上千吨的轮船由海面抛到岸上 寒潮风暴寒潮风暴 来自极地或寒带向中纬度或低纬度侵略的强烈冷空来自极地或寒带向中纬度或低纬度侵略的强烈冷空气，所经之地短期内造成大范围急剧降温和大

26、风、雨雪气，所经之地短期内造成大范围急剧降温和大风、雨雪的天气过程。寒潮一般多发生在秋末、冬季、初春时节。的天气过程。寒潮一般多发生在秋末、冬季、初春时节。不同国家和地区使用的降温及所达到的最低温度标准不不同国家和地区使用的降温及所达到的最低温度标准不尽一样。尽一样。寒潮和强冷空气带来的雨雪、冰冻天气对交通运输危害寒潮和强冷空气带来的雨雪、冰冻天气对交通运输危害不小。不小。20082008年中国南方雪灾造成多处铁路、公路、民航年中国南方雪灾造成多处铁路、公路、民航交通中断。由于正逢春运期间，大量旅客滞留站场港埠。交通中断。由于正逢春运期间，大量旅客滞留站场港埠。另外，电力受损、煤炭运输受阻，不

27、少地区用电中断，另外，电力受损、煤炭运输受阻，不少地区用电中断，电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响，电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响，某些某些重灾区甚至面临断粮危险。而融雪流入海中，对海洋生重灾区甚至面临断粮危险。而融雪流入海中，对海洋生态亦造成浩劫，台湾海峡即传出大量鱼群暴毙事件。态亦造成浩劫，台湾海峡即传出大量鱼群暴毙事件。季风季风 季风是一个古老的气候学概念，通常指近地面层冬、季风是一个古老的气候学概念，通常指近地面层冬、夏盛行风向接近相反且气候特征迥异的现象。季风活动夏盛行风向接近相反且气候特征迥异的现象。季风活动范围很广，它影响着地球上范围很广，它影响着地球上1 14

28、4的面积和的面积和1 12 2人口的生人口的生活。西太平洋、南亚、东亚、非洲和澳大利亚北部，都活。西太平洋、南亚、东亚、非洲和澳大利亚北部，都是季风活动明显的地区，尤以印度季风和东亚季风最为是季风活动明显的地区，尤以印度季风和东亚季风最为显著。中美洲的太平洋沿岸也有小范围季风区，而欧洲显著。中美洲的太平洋沿岸也有小范围季风区，而欧洲和北美洲则没有明显的季风区，只出现一些季风的趋势和北美洲则没有明显的季风区，只出现一些季风的趋势和季风现象。和季风现象。风作用于结构物的振动形式风作用于结构物的振动形式抖振抖振：顺风向阵风脉动引起的结构共振顺风向阵风脉动引起的结构共振 涡激振动涡激振动：由交替出现的

29、漩涡脱落引起的与风向垂直由交替出现的漩涡脱落引起的与风向垂直的振动的振动驰振与颤振驰振与颤振：横风向弯曲振动称为驰振，颤振为扭转横风向弯曲振动称为驰振，颤振为扭转方向的振动；而弯曲与扭转的二维振动则称为弯扭颤振。方向的振动；而弯曲与扭转的二维振动则称为弯扭颤振。驰振和颤振具有自激振动的特点驰振和颤振具有自激振动的特点(2)风灾害的土木工程对策风灾害的土木工程对策风速通常随离风速通常随离地面高度增大地面高度增大而增加。增加而增加。增加程度主要与地程度主要与地面粗糙度和温面粗糙度和温度梯度有关度梯度有关 风作用于结构物的特点风作用于结构物的特点风对建筑物的作用力包含静力部分和动力部分，且随风对建筑

30、物的作用力包含静力部分和动力部分，且随时间和空间的不同而变化时间和空间的不同而变化 建筑物的外形、几何尺寸及其周围的风场环境对风荷建筑物的外形、几何尺寸及其周围的风场环境对风荷载的大小和分布影响很大载的大小和分布影响很大 与地震荷载相比，风荷载作用的持续时间较长，出现与地震荷载相比，风荷载作用的持续时间较长，出现的频次也较高的频次也较高 在风力作用下，结在风力作用下，结构物表面风压分布构物表面风压分布的测定，目前多在的测定，目前多在模拟大气边界层风模拟大气边界层风场的风洞中对模型场的风洞中对模型进行动态测量试验进行动态测量试验获得获得 从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计：从土木工程角度出发

31、，进行相应的抗风设计：力求选择合理的建筑体形力求选择合理的建筑体形 对结构的变形和振动进行控制对结构的变形和振动进行控制 考虑脉动风荷载对结构动力响应的影响考虑脉动风荷载对结构动力响应的影响 12.2.3 火灾害及其防灾减灾对策 火灾是指在火灾是指在时间时间和和空间空间上失去控制的燃烧所造成的灾上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火灾一般具有以下三个特全和社会发展的主要灾害之一。火灾一般具有以下三个特点：点：成长性成长性；不安定性不安定性；偶发性偶发性。(1)火灾害基本概况火灾

32、害基本概况20092009年上半年年上半年我国火灾原因我国火灾原因起数统计分布起数统计分布情况情况 火灾对建筑结构物造成损害的破坏机理主要与结构材料相火灾对建筑结构物造成损害的破坏机理主要与结构材料相关，可归纳为以下几方面关，可归纳为以下几方面 在升温和降温过程中，骨料和水泥石界面产生微裂缝在升温和降温过程中，骨料和水泥石界面产生微裂缝而降低或丧失其粘结力，导致表面的混凝土龟裂，这是体而降低或丧失其粘结力，导致表面的混凝土龟裂，这是体积变化不均匀引起的损坏。积变化不均匀引起的损坏。升温或降温速度越快，产生的温度应力越大，当超过升温或降温速度越快，产生的温度应力越大，当超过水泥石抗拉极限强度时，

33、便产生裂缝，这是温度应力引起水泥石抗拉极限强度时，便产生裂缝，这是温度应力引起的破坏。的破坏。在着火与灭火过程中，钢筋的体积变化先于也大于混在着火与灭火过程中，钢筋的体积变化先于也大于混凝土，降低或丧失了混凝土对钢筋的粘结力，甚至将混凝凝土，降低或丧失了混凝土对钢筋的粘结力，甚至将混凝土保护层表面胀裂，使混凝土表面受到不同程度的损伤。土保护层表面胀裂，使混凝土表面受到不同程度的损伤。对于钢结构来说，试验表明，当钢结构出现火灾，温对于钢结构来说，试验表明，当钢结构出现火灾，温度上升到度上升到350350，屈服点将降低，屈服点将降低1/31/3，到，到500500和和600600时，时，则相应降低

34、则相应降低1/21/2和和2/32/3，将导致钢结构失稳而坍塌。，将导致钢结构失稳而坍塌。(2)火灾害的土木工程对策火灾害的土木工程对策从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施：提高建筑构件的耐火等级提高建筑构件的耐火等级 采取特殊的防火、防烟分隔措施采取特殊的防火、防烟分隔措施 设置机械防排烟设施设置机械防排烟设施 运用新型的火灾探测系统运用新型的火灾探测系统 采用有效的自动灭火装置采用有效的自动灭火装置 消防设计目前有两种设计思想，国内还处于传统的消防设计目前有两种设计思想，国内还处于传统的“处方式设计方法处方式设计方法”，即基于场所类型进行

35、设计考虑；另一，即基于场所类型进行设计考虑；另一种是种是“性能化设计方法性能化设计方法”，它立足于危害分析及火灾假想，它立足于危害分析及火灾假想，对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。设计具有很大意义。性能化消防设计性能化消防设计运用消防安全工程学的原理与方法，根据建运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、筑物的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件，自由选择为达到消防安全目的而功能条件及其它相关条件，自由选择为达到消防安全目的而应采取

36、的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建应采取的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方法，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，法，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的防火保护。防火保护。性能化消防设计的两个关键点，第一是确认危害，第二是明性能化消防设计的两个关键点，第一是确认危害，第二是明确设计目标。确设计目标。12.2.4 地质灾害及其防灾减灾对策 地

37、质灾害，通常是指在自然或者人为因素的作用下形地质灾害，通常是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象），如崩塌、地裂缝、坑道突水、突瓦斯、煤层自（现象），如崩塌、地裂缝、坑道突水、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、砂土液化，土地冻融等。由降雨、融雪、燃、黄土湿陷、砂土液化，土地冻融等。由降雨、融雪、地震等因素诱发的称为地震等因素诱发的称为自然地质灾害自然地质灾害；由工程开挖、堆载、；由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发的称为爆破、弃土等引发的称为人为地质灾害人为地质灾害。常见的地质灾害主要指危害人民生命和财

38、产安全的常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩崩塌塌、滑坡滑坡、泥石流泥石流、地面塌陷地面塌陷、地裂缝地裂缝、地面沉降地面沉降等六种等六种与地质作用有关的灾害。与地质作用有关的灾害。(1)地质灾害基本概地质灾害基本概况况 崩塌崩塌 崩塌也叫崩落、垮塌崩塌也叫崩落、垮塌或塌方，是陡坡上的岩体或塌方，是陡坡上的岩体在重力作用下突然脱离母在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟岩）的地质现象。脚（或沟岩）的地质现象。崩塌一般发生在暴雨及较崩塌一般发生在暴雨及较长时间连续降雨过程中或长时间连续降雨过程中或稍后一段时间、强烈地震稍后一段时间、强烈地震过程中、开挖

39、坡脚过程中过程中、开挖坡脚过程中或稍后一段时间、水库蓄或稍后一段时间、水库蓄水初期及河流洪峰期、强水初期及河流洪峰期、强烈的机械振动及大爆破之烈的机械振动及大爆破之后。后。滑坡滑坡 滑坡上的岩石山体由于种种原因在重力作用下沿一滑坡上的岩石山体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象叫滑坡。定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象叫滑坡。当斜坡岩、土被各种构造面切割分离成不连续状态时，当斜坡岩、土被各种构造面切割分离成不连续状态时，才可能具备向下滑动的条件。滑坡的活动强度主要与滑才可能具备向下滑动的条件。滑坡的活动强度主要与滑坡的规模、滑坡速度、滑坡距离及其蓄积的

40、位能和产生坡的规模、滑坡速度、滑坡距离及其蓄积的位能和产生的动能有关。诱发滑坡的各种外界因素有地震、降雨、的动能有关。诱发滑坡的各种外界因素有地震、降雨、冻融、海啸、风暴潮及人类活动等。冻融、海啸、风暴潮及人类活动等。泥石流泥石流 泥石流是在山区沟谷中，因暴雨、冰雪融化等水源泥石流是在山区沟谷中，因暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。泥石流的形成激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。泥石流的形成必须同时具备以下三个条件：陡峻的便于集水、集物的必须同时具备以下三个条件：陡峻的便于集水、集物的地形地貌；丰富的松散物质；短时间内有大量的水源。地形地貌；丰富的松散物质；短时间内有大量

41、的水源。地面塌陷地面塌陷 地面塌陷是指地表岩、地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成下向下陷落，并在地面形成塌陷坑的自然现象。地面塌塌陷坑的自然现象。地面塌陷的形成原因复杂，种类很陷的形成原因复杂，种类很多。地面塌陷的监测应包括多。地面塌陷的监测应包括对地面、建筑物、水点（井对地面、建筑物、水点（井孔、泉点、矿井突水点、水孔、泉点、矿井突水点、水库渗漏点等），地下洞穴分库渗漏点等），地下洞穴分布及其发展状况和岩、土体布及其发展状况和岩、土体特征的长期观测及对塌陷前特征的长期观测及对塌陷前兆现象的监测。兆现象的监测。地裂缝地裂缝 地裂缝是地表

42、岩、土体地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下，在自然或人为因素作用下，产生开裂，并在地面形成一产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种定长度和宽度的裂缝的一种地质现象，当这种现象发生地质现象，当这种现象发生在有人类活动的地区时，便在有人类活动的地区时，便可成为一种地质灾害。地裂可成为一种地质灾害。地裂缝的形成原因复杂多样。地缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主类活动是导致地面开裂的主要原因。要原因。地面沉降地面沉降 地面沉降又称为地面下地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由

43、于地下经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现的下降运动（或工程地质现象）。象）。20032003年，上海地铁年，上海地铁4 4号线采用冷冻法施工时，在制冷设备故障的号线采用冷冻法施工时，在制冷设备故障的情况下没有及时采取对应措施，为了赶进度强行继续施工，造情况下没有及时采取对应措施，为了赶进度强行继续施工，造成隧道施工现场渗水，大量流沙涌入，引起严重的地面沉降。成隧道施工现场渗水，大量流沙涌入，引起严重的地面沉降。为保证结构的安全性和可靠性，尽量避免或减轻地质为保证结构的安全性和可靠性，尽

44、量避免或减轻地质灾害造成的危害和损失，需要在工程建设之初即进行地质灾害造成的危害和损失，需要在工程建设之初即进行地质灾害危险性评估。地质灾害危险性评估是对地质灾害的活灾害危险性评估。地质灾害危险性评估是对地质灾害的活动程度进行动程度进行调查调查、监测监测、分析分析、评估评估的工作，主要评估地的工作，主要评估地质灾害的破坏能力，其主要评估步骤包括：质灾害的破坏能力，其主要评估步骤包括：阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征；分析论证工程建设区和规划区各种地质灾害的危险性，分析论证工程建设区和规划区各种地质灾害的危险性，进行现状评估、预测评估和综合

45、评估进行现状评估、预测评估和综合评估；提出防治地质灾害措施与建议，并作出建设场地适宜提出防治地质灾害措施与建议，并作出建设场地适宜性评价结论性评价结论。(2)地质灾害的土木工程对策地质灾害的土木工程对策地质灾害危险性评估的内容地质灾害危险性评估的内容 工程建设可能诱发、加剧地质灾害的可能性工程建设可能诱发、加剧地质灾害的可能性 工程建设本身可能遭受地质灾害危害的危险性工程建设本身可能遭受地质灾害危害的危险性 拟采取的防治措施拟采取的防治措施 确定要素确定要素危危险险性分性分级级 地地质质灾害灾害发发育程度育程度地地质质灾害危害程度灾害危害程度危危险险性大性大强强发发育育危害大危害大危危险险性中

46、等性中等中等中等发发育育危害中等危害中等危危险险性小性小弱弱发发育育危害小危害小地质灾害危险性分级地质灾害危险性分级地质灾害防治措施地质灾害防治措施 建立监测网点，形成有效的预测和预报系统建立监测网点，形成有效的预测和预报系统 因地制宜采取有效治理措施因地制宜采取有效治理措施12.2.5 爆炸灾害及其防灾减灾对策 爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生具有声响的非常迅速的瞬间放出大量能量，同时产生具有声响的非常迅速的化学化学或或物理变化物理变化过程，在变化过程里会迅速地放出巨大的热量过程，在变化过程里会迅速地放出巨

47、大的热量并生成大量的气体，此时的气体由于瞬间尚存在于有限的并生成大量的气体，此时的气体由于瞬间尚存在于有限的空间内，故有极大的压强，对爆炸点周围的物体产生了强空间内，故有极大的压强，对爆炸点周围的物体产生了强烈的压力，当高压气体迅速膨胀时形成爆炸。爆炸可分为烈的压力，当高压气体迅速膨胀时形成爆炸。爆炸可分为三类：三类：物理爆炸物理爆炸 化学爆炸化学爆炸 核爆炸核爆炸 (1)爆炸灾害基本概爆炸灾害基本概况况 爆炸通常伴随发热、发光、压力上升、真空和电离等爆炸通常伴随发热、发光、压力上升、真空和电离等现象，具有很大的破坏作用。它与爆炸物的数量和性质、现象，具有很大的破坏作用。它与爆炸物的数量和性质

48、、爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。主要破坏形式有爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。主要破坏形式有以下几种：以下几种：直接的破坏作用直接的破坏作用 冲击波的破坏作用冲击波的破坏作用 造成火灾造成火灾(2)爆炸灾害的土木工程对策爆炸灾害的土木工程对策抗爆设计的原则抗爆设计的原则 应当能够经受实际规模的外部爆炸应当能够经受实际规模的外部爆炸 如果结构的损坏对于发生事故时和事故后的工厂安如果结构的损坏对于发生事故时和事故后的工厂安全操作并无不利影响，那么这种损坏是容许的全操作并无不利影响，那么这种损坏是容许的 即使爆炸超过了设计值（可能造成破坏），结构会即使爆炸超过了设计值（可能造成破坏），结构

49、会因为过度变形被因为过度变形被“破坏破坏”，而其承载能力无任何明显损，而其承载能力无任何明显损失，这就为防止突然的塌陷，提供适当的安全度失，这就为防止突然的塌陷，提供适当的安全度 使用期限内只能承受一次较大爆炸的建筑物，稍作一使用期限内只能承受一次较大爆炸的建筑物，稍作一些修理，它应该能安全地承受爆炸后的一般设计荷载些修理，它应该能安全地承受爆炸后的一般设计荷载选择建筑物形状和方位，以便尽量减少冲击波荷载选择建筑物形状和方位，以便尽量减少冲击波荷载保持建筑物外部保持建筑物外部“整齐整齐”注意建筑物内部设计注意建筑物内部设计采用好的设计与建造方法，防止发生连续倒塌采用好的设计与建造方法，防止发生

50、连续倒塌 12.3 12.3 受灾工程结构的检测与加固受灾工程结构的检测与加固 12.3.1 受灾工程结构的检测 灾后对建筑物受损程度及时进行检查、鉴定，是提供灾后对建筑物受损程度及时进行检查、鉴定，是提供抢险、加固各种处理方案的重要依据。一般来说，根据混抢险、加固各种处理方案的重要依据。一般来说，根据混凝土结构、砌体结构和钢结构的不同特点进行相关项目的凝土结构、砌体结构和钢结构的不同特点进行相关项目的检测。检测。(1)混凝土结构检测混凝土结构检测 回弹法回弹法用回弹仪弹击混凝土表面，由反射面的硬度决定回弹值。在用回弹仪弹击混凝土表面，由反射面的硬度决定回弹值。在混凝土表面存在石子、水泥石和水