河海大学2014级建筑与土木工程专硕《土木工程防灾减灾》课程思考题

第一篇：河海大学2014级建筑与土木工程专硕《土木工程防灾减灾》课程思考题

河海大学建筑与土木工程专业硕士（2014级）

《土木工程防灾减灾》课程思考题

1、请简要论述爆炸灾害的主要表现形式及产生机制；

2、简要论述爆炸灾害的预防措施。

3、何谓地质灾害？

不良地质现象通常叫做地质灾害，是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境，降低了环境质量，直接或间接危害人类安全，并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指，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（现象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。

4、治滑坡的原则是什么？具体措施有哪些？

防治原则：滑坡防治是一个系统工程。它包括预防滑坡发生和治理已经发生的滑坡两大领域。一般说来，“预防”是针对尚未严重变形与破坏的斜坡，或者是针对有可能发生滑坡的斜坡；“治理”是针对已经严重变形与破坏、有可能发生滑坡的斜坡，或者是针对已经发生滑坡的斜坡。也就是说，一方面要加强地质环境的保护和治理，预防滑坡的发生；一方面要加强前期勘察和研究，妥善治理已经发生的滑坡，使其不再发生。可见，预防与治理是不能截然分开的；“防”中有“治”，“治”中有“防”。

同时，滑坡防治应采取工程措施、生物措施以及宣传教育措施、经济措施、政策法规措施等多种措施综合防治，才能取得最佳防治效果。

因此，滑坡防治应坚持“以预防为主、防治结合、综合防治”的原则。

具体措施：根据滑坡防治原则，滑坡防治的一般工程措施主要有以下三个方面：⑴、消除或削弱使斜坡稳定性降低的各种因素；⑵、降低滑坡体的下滑力和提高滑坡体的抗滑力；⑶、保护附近建筑物的防御措施。㈠、消除或削弱使斜坡稳定性降低的因素

这项措施是指在斜坡稳定性降低的地段，消除或削弱使斜坡稳定性降低的主导因素的措施。可分为以下两类：

1、针对改变斜坡形态的因素的措施

为了使斜坡不受地表水流冲刷，防止海、湖、水库波浪的冲蚀和磨蚀，可修筑导流堤（顺坝或丁坝）、水下防波堤，也可在斜坡坡脚砌石护坡，或采用预制混凝土沉排等。

2、针对使斜坡岩土体强度降低的因素的措施 ⑴、防止风化

为了防止软弱岩石风化，可在人工边坡形成后，用灰浆或沥青护面，或者在坡面上砌筑一层浆砌片石，并在坡脚设置排水设施，排除坡体内的积水。对于膨胀性较强的粘土斜坡，可在斜坡上种植草皮，使坡面经常保持一定的湿度，防治土坡开裂，减少地表水下渗，避免土体性质恶化、强度降低而发生滑坡。

⑵、截引地表水流

截引地表水流，使之不能进入斜坡变形区或由坡面下渗，对于防止斜坡岩土体软化、消除渗透变形、降低孔隙水压力和动水压力，都是极其有效的。这类措施对于滑坡区和可能产生滑坡的地区尤为重要。

为了拦截地表水流，在变形区5米范围以外修筑截水沟，将地表水和泉水及时引出坡体以外，使之没有停留和下渗的机会。必须注意，排水沟一定不能漏水，并要经常检修，否则将产生适得其反的效果。

为了减少地表水下渗并使其迅速汇入排水沟，应整平夯实地面，并用灰浆粘土填塞裂缝或修筑隔渗层，特别是要填塞好延伸到滑动面（带）的深裂缝。

⑶、排除地下水

斜坡体中埋藏有地下水并渗入变形区，常常是使斜坡丧失稳定性而发生滑坡的主导因素之一。经验表明，排除滑动带中的地下水（滑带水）、疏干坡体，并截断渗流补给，是防治深层滑坡的主要措施。

排除地下水的措施，应根据斜坡岩体结构特征和水文地质条件进行选择。通常是在坡体外围或坡体内修筑盲沟，或构筑支撑盲沟群，以截断或排除地下水流。对于深层滑坡，由于埋深大于10～15米，用其它排水工程排水困难时，可考虑采用水平排水坑道。当滑坡中有明显的含水层时，水平排水坑道设置在含水层与隔水层之间（在含水层中、隔水底板之上），效果较好。若在含水层中施工困难，也可把排水坑道设置在隔水层中，然后再用直立管状井把含水层中的水排入坑道中。

此外，水平钻孔（平孔）排水用于滑坡防治效果甚佳。此法成本低廉，并且施工时不会影响斜坡体的稳定性，大有取代水平排水坑道之势。平孔排水的布设形式有单层、多层、平行状或辐射状等。也可采用砂井与平孔联合排水方式。

㈡、直接降低滑动力和提高抗滑力

这类措施主要针对有明显蠕动因而即将失稳滑动的坡体，以求迅速改善斜坡稳定条件，提高其稳定性。

1、清除或削坡减荷与压脚

斜坡上的危岩或局部不稳定块体，一般可清除。若清除困难或不可能时，可支撑加固以防止其坠落，以免影响坡体稳定和建筑物安全。

减荷的主要目的是使变形体的高度降低或坡度减小。最好在经过力学计算得出变形体高度以后，再根据坡高及滑动面的具体条件进行分析，确定有效的减荷和堆渣方案。坡上部削坡挖方部分，堆填于坡下部填方压脚。填方部分要有良好的地下排水设施。

2、支挡、锚固、固结灌浆等

此类措施主要针对不稳定岩土体或滑坡体进行支挡、锚固，或者通过固结灌浆等来改善岩土体的性质以提高坡体的强度和稳定性。

⑴、支挡

支挡建筑物主要有挡土墙和抗滑桩。

挡土墙用于缺少必要的空地以伸展刷方斜坡或者滑动面平缓而滑动推力较小的情况。高档土墙必须限定在无其它适宜办法时才能采用。要把挡土墙基础设置在滑动面以下的稳固岩土层中，并预留沉降缝、收缩缝和排水孔。最好在旱季施工，分段挑槽开挖，由两侧向中央施工，以免扰动坡体。小型滑坡及临时工程，可用框架式混凝土挡墙。

近年来，抗滑桩得到了普遍采用，已成为主要的抗滑措施。它具有施工方便、工期不受限制、省工省料、对滑坡体（滑动体）扰动小等优点。抗滑桩通常采用截面为方形或圆形的钢筋（轨）混凝土桩或钢管钻孔桩。在平面上，可按梅花形或方格形布置，间距一般为3～5米，深入滑动面（带）以下稳固岩土体中。此外，还有大型方桩，宽度大于2米，深度达20米。⑵、锚固

锚固主要用于岩质斜坡的抗滑治理。常用金属锚杆、钢缆或预应力金属锚杆，以增大软弱面（带）上的法向压力，相应增大其上的抗滑力，提高坡体的稳定性。

⑶、固结灌浆

对于裂隙岩体，可采用硅酸盐水泥或有机化合材料进行固结灌浆，以提高坡体和结构面的强度，增大抗滑力。灌浆孔需钻至滑动面以下3～5米，并且应避免将地下水封存于滑坡体内。对于土质斜坡，可采用电化学加固法和冻结法，后者用于临时性斜坡。也可以采用焙烧法，在坡脚形成一个经焙烧加热而变得坚硬的似砖土体，起到挡墙的作用。

5、崩塌的特征及其与滑坡的区别？

特征：1）速度快（一般为5—200m/s）；

2）规模差异大（小于1m3—108m3）。

3)崩塌下落后，崩塌体各部分相对位置完全打乱，大小混杂，形成较大石块翻滚较远的倒石堆

与滑坡的区别：

 崩塌面的坡度一般大于45度（也有50度），而滑坡面的坡度则小于45度（也有50度）。

 崩塌面与滑坡面的运动形式不同。崩塌属于倾倒、坠落、具有突发性，崩塌物运动速度快，崩塌后重心降低很多，垂直位移量远大于水平位移量；而滑坡则属于剪切滑动，运动速度比崩塌慢，一般水平位移量大于垂直位移量。

 崩塌物完全脱离母体，堆积在山坡脚，一般结构层次零乱；而滑坡堆积物一般还能保持滑坡前的岩层上下层关系，外形的整体性较好，多数总有一部分滑体残留在滑床上。

 崩塌堆积物表面一般不见裂缝存在；而滑坡体表面，尤其是新发生的滑坡，其表面有很多具有一定规律性的纵横裂缝。

6、泥石流的形成条件及诱发因素？

形成条件：（1）地形地貌条件：在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流城形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于峡谷水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的，谷床纵坡降大，使泥石流能迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使堆积物有堆积场所。

（2）松散物质来源条件：泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区。地表岩石破碎，崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；另外，岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程活动，如滥伐森林、开山采矿、采石弃渣水等均会造成，往往也为泥石流提供大量的物质来源。

（3）水源条件：水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、冰雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。诱发因素：由于工农业生产的发展，人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类经济活动违反自然规律时，必然引起大自然的报复，有些泥石流的发生，就是由于人类不合理的开发而造成的。工业化以来，因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。

自然原因：岩石的风化是自然状态下既有的，在这个风化过程中，既有氧气、二氧化碳等物质对岩石的分解，也有因为降水中吸收了空气中的酸性物质而产生的对岩石的分解，也有地表植被分泌的物质对土壤下的岩石层的分解，还有就是霜冻对土壤形成的冻结和溶解造成的土壤的松动。这些原因都能造成土壤层的增厚和土壤层的松动。

不合理开挖：修建铁路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其它建筑活动，破坏了山坡表面而形成的。如云南省东川至昆明公路的老干沟，因修公路及水渠，使山体破坏，加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡，致使泥石流更加严重。又如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑，几乎每个工程都要劈山填海或填方，才能获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨，使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。

人为改变河道路径可能引发泥石流

天然河道是在一定历史时期内，经由内外地质动力综合作用的结果，或弯或直因循的是自然规律。未经专业人员科学合理地论证，都不宜大兴工程，人为改变河道的自然状态。山水相依才是适合人居的自然环境，自然山水功能用人造山水功能无法替代，优美的自然环境可遇不可“造”。由于山区可供建设用地资源非常宝贵，因此，常常在山洪泥石流的行洪区或堆积区，人为地缩小河道宽度，或改变流通方向，致使泥石流地质灾害发生。

7、什么是结构连续性倒塌？它的危害是什么？试举例说明

连续性倒塌，是指结构在正常使用条件下由于突发事件引起局部破坏并沿构件传递，最终导致整个建筑物倒塌或者造成与初始破坏不成比例的倒塌。

8、防止结构连续性倒塌的设计方法有哪些？

9、减振控制目前常用的方法有哪些？从加速度反应谱角度谈谈基础隔震的基本原理？

10、一单质点结构体系，结构质量为m=1500吨，刚度k=1500kN/cm，阻尼比z=0.05，设防烈度为7度，水平地震影响系数max为0.12g，场地特征周期Tg=0.5s。

（1）求结构多遇地震下的加速度反应和位移反应；

（2）如果采用减震控制技术，想要把加速度降低为原来的3/4以下，需把阻尼比增加到多少？

11、请简要分析道路工程灾害破坏有哪几种类型？

道路工程灾害破坏包括山体滑坡、崩塌、路基沉陷、泥石流、公路水毁等几种类型。

12、公路“桥头跳车”是由什么原因引起的？有哪些防治措施并分析其各自的优缺点？ 公路“桥头跳车”是由于路与桥连接处路基的不均匀沉降引起的。主要的防治措施有：1）对软土地基等进行真空预压、换土法、高压喷射注浆法等地基处理，减小路基的工后沉降；2）优先选择轻质高强的路基填料；3）设置桥头搭板等。对于已经施工完成的路段，可以采用可调节液压装置处理道路桥头跳车技术、轻质混合土路基处理技术等对原有路基进行处理，以缓解“桥头跳车”现象的发生。可调节液压装置处理道路桥头跳车技术准确性高，可降或升，结构简单，易于生产，操作方便，成本低。

13、简述地震液化的机理，举例说明抗液化工程措施。

在地震作用下，饱和砂土因震动导致孔隙水应力迅速增加，根据有效应力原理，σ=σ’+μ，当孔隙水应力μ增加至μ=σ，则有效应力σ’=0，此时松散的饱和砂土将完全丧失抗剪能力，犹如水一般呈流动状态，因此称为液化。

（1）浅基础或基础面积、埋深不大，可以采用换填，用性状更好的颗粒更粗的土置换“松散的少粘性土”。

（2）压密可液化土层，方法很多，经常采用的有：

(a)强夯法：压密，城市附近不允许，噪音和地震动太大，适合于郊区，处理深度也不超过8米。当然也取决于土的类别。

(b)碎石桩：置换+挤密，处理深度大，采用螺旋钻就可以。

(c)震动夯：边震动边捣密，处理深度很大，世界记录是56米，广泛用于工民建和水利工程行业，更多精彩祥见：

(d)化学处理：根据土与水中离子生成稳定的化合物，使土变密实14、5.12汶川大地震给我国造成了严重的震害，请简述主要土木工震害的形式。通过震害，谈谈你对我国抗震工作的个人体会。

第二篇：土木工程防灾减灾论文

（一）地质灾害

地质灾害是指由自然因素或人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。

地质灾害防治的基本方法

崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各种加固工程如支档、锚固、减载、固化等，并附以各种排水(地表排水、地下排水)工程，其简易防治方法是用粘土填充滑坡体上的裂缝或修地表排水渠。

泥石流灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水系统，避免地表水入渗，对已有塌陷坑进行填堵处理，防止地表水注入。崩塌是岩土体的突然垂直下落运动，经常发生在陡峭的山壁。过程表现为岩块顺山坡猛烈翻滚，跳跃，相互撞击，最后堆积在坡脚，形成倒石碓。

降雨、融雪、河流、洪水、地震、海啸、风暴潮等自然因素，以及开挖坡脚、爆破、修筑水库、开矿泄洪等人为因素，都有可能诱发崩塌。

崩塌会损害农田、厂房、水利设施和其他建筑物，导致人员伤亡。铁路、公路沿线的崩塌，会造成交通堵塞、车辆损毁、行车事故。

滑坡是岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面整体或局部向下滑动的现象。发生破坏的岩土体以水平位移为主，除滑动体边缘存在为数极小的崩离碎块和翻转现象之外，其他部位相对位置变化不大。

泥石流是一种包含大量泥沙石块的固液混合流体。常发生于山区小流域。

泥石流爆发过程中，常常伴随着山谷雷鸣、地面震动、浓烟腾空、巨石翻滚，浑浊的泥石流沿着料峭的山涧峡谷冲出山外，堆积在山口。

由于突发性、凶猛性、迅时性以及冲击范围大，破坏力度强等特点，泥石流常给人们的生命财产安全带来严重的威胁。

地质灾害的主要防治是指对由于自然作用或人为因素诱发的对人民生命和财产安全造成危害的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质现象，通过有效的地质工程手段，改变这些地质灾害产生的过程，以达到减轻或防止灾害发生的目的。地质灾害防治工作，实行预防为主、避让与治理相结合的方针，按照以防为主、防治结合、全面规划、综合治理的原则进行。县级以上人民政府地质矿产主管部门对本行政区域内的地质灾害实行统一监督管理。各级人民政府应当加强对地质灾害防治工作的领导，并将其纳入国民经济和社会发展规划。进行地质灾害防治，应当坚持预防为主，防治结合，综合治理的原则。地质灾害防治的重点区域是：城市、农村和其他人口集中居住区、大中型工矿企业所在地、重点工程设施、主要河流、交通干线、重点经济技术开发区、风景名胜区和自然保护等。

（二）地震

地震灾害。强烈的地震，会引起地面强烈的振动，直接和间接地对社会及自然造成破坏。直接破坏如：由于地面强烈震动引起的地面断裂、变形、冒水、喷沙和建筑物损坏、倒塌以及对人畜造成的伤亡和财产损失等等。这种由地震引起的破坏，统称为地震灾害。

地震次生灾害。地震次生灾害是指：由于强烈的地震使山体崩塌，造成滑坡和泥石流；水坝河堤决口造成水灾；震后造成瘟疫流行；引燃易燃易爆物造成火灾、爆炸；由于破坏管道造成毒气泄漏；细菌和放射性物质的扩散对人畜生命造成威胁等等。

城市是个生命线工程高度集中的地区，地上地下各种管网密布，地震造成次生灾害尤为突出，地震引起人体的损伤和死亡的重要原因有建筑物的坍塌、煤气泄漏、触电、溺水和火灾。其中最多的致伤致死原因是建筑物坍塌。此外，地震的震动和恐怖心理，会使原患有心脏病、高血压等病的人病情加重、复发或猝死。

地震是引起火灾的原因。强烈地震发生后，随着房屋的倒塌，电网被拉断，煤气、油库、石油及天然气挂鲜活易燃易爆危险品被破坏并遭遇明火而引起火灾。据历史资料记载，火灾是地震时最常见的一种次生灾害。

地震时要注意水患。地震如果发生在沿海，能激起巨大的海浪，造成海啸。发生在水库附近时，则易造成坝堤震裂，出现意外的险情。尤其是水库，如果决口，必将造成相当大的损失。所以，平时要做好抗震加固等预防工作，做到有备无患。

简单的说地震时要注意以下十条：1.为了您自己和家人的人身安全请躲在桌子等坚固家具的下面2.摇晃时立即关火，失火时立即灭火3.不要慌张地向户外跑 4.将门打开，确保出口 5.户外的场合，要保护好头部，避开危险之处

6.在百货公司、剧场时依工作人员的指示行动 7.汽车靠路边停车，管制区域禁止行驶8.务必注意山崩、断崖落石或海啸 9.避难时要徒步，携带物品应在最少限度10.不要听信谣言，不要轻举妄动。

（三）火灾

无情的大火曾夺去了无数人的生命，吞噬了无数的社会财富，随着社会的发展，社会财富日益增多，加上各种新设备、新材料、新工艺的大量开发和应用，用火、用电、用气范围日益扩大，潜在的火灾危险因素越来越多，火灾的危害性也越来越大，火灾已成为各种灾害中发生频繁且毁灭性较大的灾害之一，其危害主要表现在以下几个方面。

危及人的生命。生命是美好的，它对于每个人来说只有一次，倘若为国捐躯，则能体现人生的价值，死得其所，倘若葬身火海，则只能是无谓的牺牲，死不瞑目。如果死者能死而复生，他们一定会加倍珍惜自己的生命，更加重视消防安全，也一定会对不重视消防工作的人们进行强烈的谴责。在火灾中受伤者，属不幸之大幸，捡了条命，然而伤残不也是令其痛苦终身吗？

造成财产损失。建国以来，在我国1000余所全日制高校中，从未发生过火灾的难以找到，有的学校整座教学楼、实验楼、食堂被烧毁，至于在同学们宿舍里所发生的小型火灾，则每年可达数千起之多，造成同学们大量财物被毁。据有关统计资料表明，大学里的火灾比盗窃所造成的经济损失要高出十几倍。

影响正常秩序。火灾不仅给人身和财产带来巨大损失，还在一定程度上影响正常的教学秩序。科研和生活

如果遇到火灾请注意以下方法：

1、开门之时，先用手背碰一下门把。

2、若门把不烫手，则可打开一道缝以观察可否出去。

3、低姿前行，捂口鼻，防止浓烟中毒或高温酌伤

4、如果出口堵塞了，则要试着打开窗或走到阳台上，走出阳台时随手关好阳台门。

5、如果居住在楼上，而该楼层离地不太高，落点又不是硬地，可抓住窗沿悬身窗外伸直双臂以缩短与地面之间的距离。

6、如果要破窗逃生，可用顺手抓到的东西（较硬之物）砸碎玻璃，把窗口碎玻璃片弄干净，然后顺窗口逃生。

7、如没有阳台，则一面等候援救，一面设法阻止火势蔓延。

8、向木质家具及门窗泼水防止火势蔓延。

9、失火时，如携婴儿撤离，可用湿布蒙住婴儿的脸，生，不要贪恋财物。

11、建议在家中配备手电筒、逃生绳，防烟面罩，这些东西的使用方法要学会，关键时候会有用

（四）土木工程灾害

土木工程中的灾害及其分类土木工程中的灾害主要分为自然灾害和人为灾害。自然灾害是自然界中物质变化、运动造成的损害。例如，强烈的地震，可使上百万人口的一座城市在顷刻之间化为废墟；滂沱暴雨泛滥成灾，可摧毁农田、村庄，使成千上万居民流离失所；严重干旱可使田地龟裂、禾苗枯萎、饿殍遍野；火山喷发出灼热的岩浆，可使城镇化为灰烬；强劲的飓风、海啸可使沿海村镇荡然无存??诸如此类，都是大自然带给人类的“天灾”。人为灾害是由于人的过错或某些丧失理性的失控行为给人类自身造成的损害。

土木工程在防灾减灾中的重要性土木工程在防灾减灾中的重要性主要体现在以下几个方面

1.防护性无论从筑巢穴居，还是到近代的地下指挥所、核电安全壳都需要土木工程的防护。

2.超前性防护设施必须建在遭受袭击之前，如交通需要先修路架桥、发电先建电厂等。

3.基础性国民经济的基础设施，具有投入大、效益大、服役周期长等特点。

4、普遍性各行各业都离不开土木工程，而其对土木工程也有不同程度的依存关系。

5、恒久性浅谈土木工程中的灾害临沧汇邦建筑设计有限公司 罗仕姜摘要：我国是世界上自然灾害类型多、发生频繁、灾害损失较为严重的国家之一。在过去的40年间，每年灾害经济损失约占同年国家财政总收入的六分之一至四分之一。进入20世纪90年代以来，灾害直接经济损失每年约1000亿元，个别年份甚至达数千亿元，严重制约着社会的可持续发展。各种土木工程灾害也时有发生，使建筑者们也面临着更多的困难和挑战。

土木工程灾害的防治工作任重而道远，我们应该未雨绸缪重视土木工程灾害的防治工作，用先进的科学技术和方法有效地防治，把土木工程灾害所造成的各项损失降到最低点，促进国民经济建设的可持续发展，最大限度地保证国家财产和人民群众生命的安全。

土木工程防灾减灾大作业

班级：土木八班

姓名：吴诚

学号：11230801

第三篇：土木工程防灾减灾论文

土木工程防灾减灾论文

火灾后钢筋混凝土结构的 损伤鉴定和加固修复

班级： 学号： 姓名： 日期：

火灾后钢筋混凝土结构的损伤鉴定和加固修复

摘 要：详细介绍了火灾后混凝土结构的现场检查内容，以及结构损伤程度的评定方法，并提出了加固修复中应该注意的问题。

关键词：火灾 混凝土结构 损伤评定 加固修复

引言

据统计，世界发达的国家每年的火灾损失额多达几亿甚至十几亿元，占国民经济总产值的0.2%-0.3%。随着世界经济的不断发展，世界各国的工业化、城市化进程不断加快，各类诱发火灾的因素不断增加，火灾发生率、死亡率呈明显上升趋势。据公安部消防局统计，我国每年发生约20万起火灾。城市建筑物火灾占总火灾的2／3以上，我国每年由于建筑物火灾造成的人员伤亡和财产损失非常巨大，1971年-2002年的30多年中，全国共发生火灾217万余起，死亡近10万人，直接经济损失达187亿余元。火灾后的建筑物是否还有修复价值以及如何修复，是灾后人们最关注的问题，而我国目前建筑物多采用钢筋混凝土结构，因此合理评估火灾后钢筋混凝土结构的损伤程度，并提出经济、适用而又能满足使用要求的加固方法，是十分必要的。

1.火灾后现场检查

由于发生火灾时着火的可燃物种类、数量各不相同，火灾的燃烧条件也各异，火场温度及其变化情况也就不相同；同样各种结构因受火条件和受力条件不一样，火灾对结构的损伤也有轻有重，同一建筑物各处的受损程度也会不一样。因此，火灾对建筑物的损伤是复杂的，需要对火灾现场进行细致的检查，以便制定出安全且经济的修复计划。

1.1事故原因的调查

主要内容包括：火灾发生的时间、地点、起火至熄灭总的燃烧时间；室内着火可燃物的种类、蔓延的数量和分布情况；火灾蔓延途径，是通过门窗、吊顶、耐火性差的内隔墙，还是通过楼梯间等容易突破部位；燃烧条件，包括当时风力、风向、气温等气候条件。

1.2烧损部位的外观检查

火灾现场构件的变形、倒塌情况；混凝土表面的颜色变化、爆裂面积大小、深度和位置；混凝土构件的裂缝长度、宽度和分布；钢筋的变形、露筋部位及长度；绘出建筑物受损、破坏的分布图，并拍照或录像。

1.3建筑物原始设计资料的收集 建筑物的平、立、剖面图；竣工时间、过去火灾史混凝土的种类，所使用的材料性能、配合比，设计强度，钢筋种类、配筋图；建筑物竣工图、施工记录等。

1.4构件材料试验

对于建筑物中比较重要部位的构件，其受损程度较难判断时，可现场取样进行钻芯取样，进行以下一系列实验： 1)混凝土的强度及碳化试验。

2)钢筋金相试验：将严重受损的钢筋混凝土构件中的外露钢筋，和预先制作的不同温度下钢筋的金相标本进行对比，可确定该处钢筋和混凝土的受热温度。3)将截下的钢筋进行力学试验，测定其强度、延伸率等性能。4)混凝土的强度，也可利用回弹、超声及综合法等非破损试验来确定。

5)用卡尺、钢尺、量规和放大镜等仪器测量构件的变形及裂缝。对裂缝应测定其宽度、深

度和长度，尤其构件上的贯穿性裂缝或沿钢筋的纵向裂缝。应该注意，当裂缝扩展宽度大于5 mm时，它是钢筋混凝土构件破坏性标志之一。

2.筋和混凝土的受损分析 2.1 火灾后混凝土的烧损分析

火灾后，混凝上的组成材料和内部结构都会发生变化，其强度损失主要取决于受火温度的高低、受火作用的时间和冷却方式。试验表明，当受火温度低于400℃时，无论是喷水冷却还是自然冷却，混凝土强度均没有明显的降低；当温度超过400℃后，水泥石的晶架结构破坏严重，混凝土的强度开始显著下降，在这个过程中，喷水冷却的混凝土强度比自然冷却的混凝上强度下降更多。主要是因为Ca(OH)2在400～600℃之间脱水，产生水蒸汽，集料中CaCO3在900～1 000℃分解，产生CaO和CO2，由于CO2和水蒸气要从内部向外逸出，会使混凝土内部产生很大压力，因此会导致混凝土爆裂；另外，火灾中的混凝土结构如果喷水，其表面会突然冷却，导致混凝土内部与表面温差过大，进一步加剧混凝土的爆裂程度。

2.2 钢筋的烧损分析

火灾后钢筋的极限强度、屈服强度、弹性模量等都随着温度的升高而降低。普通钢筋在200℃时开始膨胀，抗拉强度也随之下降，当温度到达600～700℃时，钢筋内部结构发生变化，导致强度和弹性模量降低程度非常严重。火灾后预应力钢筋比非预应力钢筋强度下降要快，可以根据火灾温度和钢筋保护层厚度、构件内主筋、钢丝的折减系数来确定其强度；也可以截构件内的钢筋、钢丝进行力学性能试验来判定其强度，还可以根据暴露在火场中的日用品钢材的力学性能变化来确定钢筋强度变化。

2.3 火灾后钢筋与混凝土的粘结力损失和混凝土的弹性模量损失

建筑物的梁、柱等承重部分，是靠钢筋和混凝土共同作用来完成的，通常情况下，钢筋、混凝土是一个完整的整体，它们之间主要靠钢筋与混凝土之间的摩擦力、钢筋表面与水泥胶体的胶结力、混凝上和钢筋的机械咬合力组成。中南大学防灾科学与安全技术研究所通过试验发现：火灾后钢筋和混凝土的粘结力变化取决于温度的高低、钢筋的种类、混凝土骨料的种类以及冷却的方式等条件。温度越高，粘结力降低越大；圆钢比螺纹钢筋粘结力损失大；火灾后，石灰石骨料比花岗石骨料损失大；喷水冷却比自然冷却粘结力损失大。通过试验还发现：随着温度的升高，混凝上的弹性模量逐渐下降，刚度不断降低；当温度达到700℃时，弹性模量几乎为零。

3.结构受损程度评定

对建筑结构物火灾后受损程度给予正确评价是修复加固的前提。根据结构受灾温度、变形大小、裂缝分布及扩展程度等，将混凝土构件的受损程度大致分为轻度损伤、中度损伤、严重损伤、危险结构。

3.1 轻度损伤

混凝土构件表面受热温度低于400℃，受力主筋温度低于100℃，构件表面颜色无明显变化，钢筋保护层基本完好，无露筋、空鼓现象。除装修层有轻微损坏，其他状态与未受火结构无明显差别。

3.2 中度损伤

混凝土构件表面受热温度约400～500℃，受力主筋温度低于300℃，混凝土颜色由灰色变为粉红色，有空鼓现象，当使用中等力量锤击时，可打落钢筋保护层。构件表面有局部爆裂，其深度不超过20mm。构件露筋面积小于25％，混凝土表面有裂缝，纵向裂缝少，钢筋和混凝土之间粘结力损伤轻微，构件残余挠度不超过规范规定值。

3.3 严重损伤

混凝土构件表面温度约600～700℃，受力主筋温度约为350～400℃，钢筋保护层剥落，混凝土爆裂严重，深度可达30mm，露筋面积低于40％，构件空鼓现象较为严重，用锤敲击时声音发闷。混凝土裂缝多，纵向、横向裂缝均有，钢筋和混凝土之间的粘结力局部严重破坏。混凝土表面颜色呈浅黄色。构件变形较大，受弯构件挠度超过规范规定值1～3倍，受压构件约有30％的受压钢筋鼓出，混凝土有局部烧坏。

3.4 危险结构 混凝土构件表面温度达700℃以上，受力主筋温度达400～500℃，构件受到实质性破坏，有明显受火烧融痕迹。钢筋保护层严重剥落，表面混凝土爆裂深度达30 以上，钢筋有烧融、断裂现象，露筋面积大于40％。构件纵向、横向裂缝多且密，钢筋和混凝土粘结力破坏严重，主筋有扭曲。受弯构件裂缝宽度可达l～5mm，受压区也有明显破坏特征；支座附近斜裂缝多，构件挠度达到破坏标准，且有平面外变形。构件沿垂直或水平面被分割成若干层。受压构件失去稳定，局部破坏，50％以上受压钢筋鼓出。柱牛腿烧损严重。

4.火灾后损伤混凝土结构的加固

钢筋混凝土结构的修复方法很多，应根据各种结构的特点及火灾损伤程度，因地制宜地提出合适的修复方法。总的原则是：铲除严重损伤的混凝土，修补孔洞和缺损，按照等强原则进行构件加固，以保证构件原有承载力；为使加固获得更好的效果，加固前应尽量使构件卸除荷载。

4．1 结构受损后的修复方案

1)对仅有粉刷层轻度破坏的构件，只须将表面粉刷层或表面污物清理干净，重新进行粉刷装修即可。而对中度损伤的构件，按下列步骤进行修复：其一进行表面清理。将烧松散的混凝土除掉，将存留的混凝土表面清理干净；填补同等级混凝土，做成完好表面，以保证钢筋不受锈蚀；其二进行灌缝。对混凝土表面的细小裂缝，可采用水泥素浆，或以环氧树脂为基本组分的胶结料来灌缝，水泥最好选用膨胀水泥或自应力水泥。灌缝方法的选择取决于裂缝宽度和深度。对深度和宽度分别不大于50mm和0．3mm的裂缝，可用平面式注浆机灌缝；对较深裂缝，将开口两侧凿成V形再灌缝；其三验算构件剩余承载力，最后进行外部装修。将裂缝、孔洞、缺损修补好后，外部应抹灰，使构件满足外观要求。

2)对于严重损伤的构件，因其承载力有所下降，需要根据剩余承载力计算结果，按等强原则进行加固设计，施工时须采取有效措施保证质量。3)对于危险构件，应予拆除，并另行更换新构件。

4.2 加固的设计

1)计算结构剩余承载力根据受损后测定出的截面几何参数、材料剩余强度等确定。2)加固量的计算结构加固后的承载能力穴应满足R≥roS占，其中R包括弯矩、轴力、剪力，ro是结构重要性系数，S是被加固构件的荷载效应组合设计值。

3)加固截面设计根据加固量、初选的截面尺寸、材料强度估算加固所需配筋量。4)将计算结果按加固后的实际承载力验算截面承载力。

4.3 修复加固的施工 修复加固的施工必须在技术鉴定及修复加固设，计人员的指导下完成。因为火灾对工程结构的损伤是不均匀的，即使同一构件不同部位受火灾损伤的程度也是不同的，只有技术鉴定及修复加固设计人员现场指导，方能有效保证修复加固设计的内容落实到每一构件及构件的每一部位。在对烧伤层进行清除时，要对裂缝逐一进行检查确认，确定其剔凿深度；对严重受损板的现场确认等工作应由技术鉴定人员、加固设计人员会同监理、施工人员共同完成，这样做可随时监测检查原有结构及构件的性能，及时发现和处理各种隐患。

建筑结构火灾后的修复加固设计要比普通工程加固处理复杂得多，尤其是加固的施工质量乃是修复加固设计成败的关键，而施工期间保证受损结构的安全性及稳定性更是设计关注的焦点。为

了使构件处于卸荷状态加固，要求主梁及次梁底需设置支撑，支撑必须从底层直至顶层。铲除原梁、柱、板粉刷面层时，必须从顶层开始逐层向下。构件的加固从底层开始，然后逐层向上。每层构件的加固施工顺序为先加固柱，然后框架梁、尔后次梁，最后浇捣楼层叠合层。

结语

虽然，火灾通常会对钢筋混凝土结构造成较大的损害，但一般通过修复加固，还是可以继续使用的，只有在很少情况下，拆除重建才比较经济。因此，对于火灾后的钢筋混凝土构件和结构，通过现场检测、少量试验以及必要的计算分析，综合评估其剩余力学性能(承载能力、刚度、抗震性能等)，对构件和结构的损伤程度做出合理的评价，进而制定出相应修复策略并采取具体的加固措施。

参考文献

1.江见鲸，徐志胜等.防灾减灾工程学.北京：机械工业出版社，2005.1（2011.1重印）（土木工程研究所系列教材）2.3.李伟敏.火灾后钢筋混凝土结构检测与加固研究[J].山西建筑，第33卷 第16期

陈华，夏燕.浅析混凝土结构火灾后的安全性鉴定与加固[J].四川建筑科学研究.第34卷 第2期

第四篇：土木工程防灾减灾概论

土木工程防灾减灾概论

地震认识

天灾是检验人祸的唯一标准

人类文明是蓝色星球上璀璨的一粒明珠，随着科技的发展，人大有跃居于自然主宰，掌控地球之势。只是，人类终究只是自然低微的一部分，大自然轻微的动作便能让人认识到自身的脆弱。

地震，海啸，火山是人类的巨大威胁，在强大的自然力量面前，人类真的只如蝼蚁。海啸和火山受地域条件限制或许不容易遇到，而地震，即使不在地震带上，也可能发生。土生万物，自然也有毁灭万物的力量。中国人自上古洪荒起，在一次次灾难之间学会了敬畏，敬畏自然，敬畏天地。

地震似乎是一场无法预料、无法阻止的浩劫，可是，大自然又确实警告过。天灾人祸，天道无情，纵视众生如蝼蚁，却也留下一线生机。大自然的警告，使得那些于灾难发生之后重新搜集起它们的地震学者们毛骨悚然并陷入深思。

在１９４９年以来的历史上，我们曾以“既无内债、又无外债”而自豪，我们曾以“勒紧裤腰带，不靠外援，自力更生”而骄傲。当世界发生了变化，我们也发生了变化时，这一切已成为历史，渐渐离我们远去，许多年轻人甚至不太清楚曾经有过那么一段往事……然而事实依然清晰地记录在共和国微微泛黄的史册中。

１９７６：唐山，这座上百万人的重工业城市，瞬间被夷为平地，在地震中２４２７６９人丧生，１６４８５１人伤残。整个世界都感到了来自中国的冲击波。当国际社会纷纷伸出援手时，中国却说“不”……《人民日报》的一篇社论明确表达了中国政府拒绝国际救灾援助的原因：“自力更生的救灾努力说明用马克思主义、列宁主义、毛泽东思想武装起来的、经过无产阶级文化大革命考验的人民是不可战胜的，说明我国无产阶级专政的社会主义制度具有极大的优越性。”事后政府发挥了可笑的更新换代能力，在本不宜建设大规模城市的唐山废墟上又建了一个新唐山，可以预见，76年的人祸必定再酿天灾。“九·二一”集集大地震以余震多，余震强闻名世界，是二十世纪末期台湾伤亡损失最大的天灾，发生于一九九九年九月二十一日凌晨一时四十七分，震中在北纬二十三电八七度东经一百二十点七八度，位于南投县集集镇，震源深度八公里，里氏规模达七点六，持续一百0二秒，全岛均感到明显震感。

翻看图片，集集大地震后灾区呈现的破坏形态却是国内罕见的，有很多大楼呈近45甚至60度倾斜，却能保持建筑结构的整体性。这是符合或接近建筑抗震理念的“碉堡式建筑”。相比之下，大陆自诩的科技发展却在将近十年过去以后，那么多高楼大厦，甚至于学校都呈粉碎性倒塌。天灾是检验人祸的唯一标准，我在想，若是2008年汶川的建筑能有1999年集集镇的建筑质量，那么多的孩子和年青的生命是不是就可以免于坠落，如果我们的花更多的力量在材料质量，施工验收质量，设计审核之上，而不是饭局接待上，生命是不是就不会这么脆弱。讽刺的是民国甚至明清的很多庙宇之类的建筑，巍然屹立在钢筋混凝土的废墟上。

从过去和将来发生的天灾人祸中，都可以发现一个中国特色，那就是所有的报道都是有关部门第一时间到达现场指导救灾工作，事后政府不是检讨事故的发生原因，而是转而演变成表扬先进事迹了！一次地震过后，破碎的是家庭，涅灭的是生命，重建的还是豆腐渣工程，富起来的是高官，我们伟光正的政府仿佛除了立功还是立功。

汶川大地震或许也是三峡大坝造就的诸多恶果之一，在地震活跃区修建如此之大的所谓“水利工程”，改变地基应力，板块构造和板块承力的平衡被打破，多灾多难的时代来了。三峡闸门徐徐的打开，船向船闸的深处缓缓驶去，站在船头，一种怪异的感觉袭来，人类终将被自己创造的文明所吞噬。

第五篇：土木工程防灾减灾概论

土木工程防灾减灾概论

结课论文

进入二十一世纪以后，随着我国经济迅速发展，城市化程度越来越高，城市人口急剧增长，高层建筑的数量也迅速增长，同时建筑高度也不断创新高。高层建筑的增多让城市更加繁华，与此同时，高层建筑的防火防灾也面临更加大的挑战。

一、高层建筑火灾的特点

1.火势蔓延速度快。高层建筑中有许多的竖向井道，例如楼梯间、电梯井、竖向管道等，发生火灾时，火势会沿着竖向井道迅速在竖直方向蔓延。另外，在高层建筑中，特别是民用高层建筑中，大量的家具、装饰物等易燃物，许多装修材料也是易燃高分子复合材料，这使得火势在横向的蔓延速度非常迅速。

2.人数多，疏散困难。高层建筑中人员众多，在突发火灾时，由于求生本能和恐慌，容易发生拥堵踩踏等情况，疏散难度大。另外高层建筑的高度较高、层数较多，发生火灾时候电梯因电路中断而不能运转，人员的疏散主要靠楼梯，但由于层数太多，从楼梯疏散耗时很长。同时各种家具、装饰物以及一些有机高分子装修材料燃烧时产生大量烟雾和有毒气体，也增加了疏散的难度。

3.建筑规模大，救灾难度大。高层建筑平面规模较大，高度也较高，党火灾发生时，从室外对室内进行营救难度很大。同时由于建筑高度较高，发生火灾时，建筑在高温下有倒塌的危险，这也给救灾和疏散增加了困难。

二、高层建筑防火措施

1.合理设置防火分割设施。在高层建筑内应该按合理的间距设置防火分隔设施。在水平方向，设置防火墙、防火

门和防火卷帘等防火分隔设施将各楼层在水平方向上分隔成多个分区，从而阻止火灾在楼层水平方向的蔓延；在竖直方向，防火分隔设施常常用楼板充当，但是在建筑中的竖向井道，例如楼梯间、电梯井、竖向管道等部位，必须设置相应的防火分隔设施。

2.留设足够建筑物间距。在规划高层建筑物时候，应该考虑到发生火灾时对周围建筑物的影响，留设足够的间距。高层建筑与相邻建筑的间隔距离应当保证在发生火灾时不会对相邻建筑物造成破坏，如果火灾使建筑倒塌，应当保证间距足以隔离火势，避免引起周围建筑物起火，以免引起更大的火灾和造成更大的损失。

3.疏散楼梯设计合理。发生火灾时，电梯因电路中断而不能运转，不能作为疏散楼梯，最主要的疏散通道是楼梯。高层建筑的楼梯间应该设计成防烟楼梯、封闭楼梯间或者室外楼梯，防烟楼梯和封闭楼梯不但能早火灾时起到隔离浓烟和有毒气体的作用还能减缓火势蔓延。设置疏散楼梯的数量要符合规定，疏散楼梯应分散布置，这样有利于人员朝多个方向疏散，避免火灾时人流拥挤的现象，也可以防止疏散楼梯同时被烟火封堵的情况发生。

4.设计合理的防排烟系统。火灾中，对人员威胁最大的并不是高温的火焰，火灾中由于火焰高温造成的人员伤亡数远远少于由浓烟和有毒气体造成的人员伤亡数。为了有效控制火灾烟气的流动蔓延，减少扑救工作难度，应合理设计高层建筑的防排烟系统。防烟设施可以类似于防，每个防烟分区应分别设置排烟口，排烟口应尽量设在防烟分区的中心部位，同一 分区内设置数个排烟口时，发生火灾时候所有排烟口能同时开启。

5.设置避难层。根据《高层民用建筑设计防火规范)》规定，“建筑高度超过100 m的公共建筑，应设避难层(间)”，还规定：“避难层的设置，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过l5层。”用于发生火灾时为人员提供临时避难场所。当有火灾等紧急情况发生时，高楼上的人员可先就近到避难层暂时躲避，等待救援。避难层应设消防电梯出口、消防专线电话、并应设有消火栓和消防卷盘。避难层的建筑装修材料应采用非燃烧体。

6.设置消防电梯。当发生火灾时,电路会发生短路二中断，即使没有短路中断，为保障消防人员安全和避免电线短路引发另外的火灾，也必须人为切断电源，平时使用的工作电梯由于断电全部停止运转，扑救高层建筑火灾必需迅速高效，此时只有靠消防电梯才能及时进行扑救活动。火灾发生时，消防电梯则是运送消防人员、消防器材尽快抵达火灾现场和抢救伤员撤离火灾现场的一种交通工具，同时为扑救火灾赢得时间

7.应急照明系统的设置。传统的高位应急照明安装技术常用于有较高顶棚的空间、疏散走道的顶棚下方或距地面有一人高度的墙壁上，一般采用传统的储蓄型应急照明灯具和充电应急灯具。在更多的情况下，高位应急照明系统提供的照度往往不如低位应急照明系统，原因是：—方面，火灾情况下，越靠近地面，烟气越少，氧气越多，便于人的自然疏散；另一方面，低位应急照明系统采用的是能发出穿透烟的强光的发光二极管光源、标准的白炽灯模块和高亮度模块，可产生理想的局部高照度，使疏散人员更容易识别疏散走道，迅速而安全地找到最终出口。所以，疏散通道应安装低位照明灯具。

8.配置足够的消防器材。在高层建筑内配设足够的灭火器等消防器材，火灾发生后建筑内人员可以进行有效自救，控制甚至扑灭火灾。同时设置满足要求的消防给水系统，消防给水系统是目前国内外扑救高层建筑火灾的主要灭火设备，所以对于高层住宅小区来说，应周密的考虑消防给水设计，以保证其火灾时的灭火需要。

随着人口的继续增加，社会经济的进一步发展，高层建筑的数量还会持续不断的增加。虽然高层建筑的防火防灾困难重重，但是随着高层建筑结构在设计上不断优化、消防技术的不断提高以及人们消防意识的不断加强，高层结构的防火防灾问题将会很好的得到解决。