上海地面沉降中土层变形特征与变形机理的研究

一、前言由于抽汲地下水引起区域性地面沉降现象遍及世界各地。近几十年来随着工农业生产的发展,抽用地下水数量的日益增多,地面沉降现象也日趋严重。美国、日本、意大利、墨西哥、泰国等国家都受到地面沉降的威胁。其中最著名的为长滩市(Long Beach)和墨西哥城(Mexico City),其最大沉降量已达9米之多。上海地区因抽用地下水自20年代至今其最大累计沉降量也达2.63米,十多年来有关方面积极采取措施,现已基本控制上海地面沉降。本文在分析以往大量现场实测资料的基础上,运用土力学的基本观点和方法,对抽、灌水条件下上海各土层的变形特征与机理进行了分析,通过对土层的单位变形量与“胀缩比”     

浙江省地面沉降防治

一、浙江省地面沉降现状及危害 地面沉降是指由于自然因素或者工程建设、地下水开采等人为活动等引发地壳表层松散土层压缩,导致地面标高降低的地质现象。近四十年研究证明,浙江省滨海平原地面沉降的主因是地下水开采所诱发。     

德州市地面沉降现状及防治对策

1 德州市地面沉降的现状及危害 地面沉降是地面在定时期内不断降低的环境地质现象,地面沉降有自然的地面沉降与人为的地面沉降。地面沉降是一种严重的地质灾害,它直接影响城市建设、工农业生产和人民生活。     

上海地区第四系水文地质工程地质特征与地面沉降的关系

一、前言上海地区厚达300米的疏松沉积物中,蕴藏着丰富的深层地下水资源,早在十八世纪六十年代已被开采利用,至1963年地下水开采量达2.01亿吨/年由于长期过量开采,形成以市区为中心的区域性水位下降漏斗,从而产生地面沉降。自1921年发现地面沉降以来,最严重的地区已下沉了2.63米,在市区和近郊区形成一个碟形沉降洼地。经过近二十年的勘测、测量初步查明了上海地区水文地质工程地质特征;并对地下75米以上土层进行了地面沉降地质结构分区;分析研究了地下水在采灌条件下,地质结构与地面升沉的关系。本文着重论述上海地面沉降、地质结构、地下水采灌三者间的关系,以及当前控制地面沉降工作中出现的新问题。     

宿州市地下水超采引发的地面沉降危害特点及控制对策探讨

地面沉降是指由于自然因素或人类工程活动引发的地下松散岩层固结压缩并导致一定区域范围内地面高程降低的地质现象,是一种缓变型地质灾害。安徽省宿州市作为新兴工业城市,水资源供需矛盾日益突出,城市供水长期依赖下水,地下水超采严重,引起了地面沉降危害,制约了宿州市规划建设及区域经济发展,本文通过对地面沉降灾害的特征进行分析,对地面沉降易发区进行了详细划分,提出应通过压缩深层地下水开采量、调整开采层位、将供水系统由集中型改为分散型和加强组织管理等控制措施,防止地面沉降灾害的加剧发展。     

城市环境水文地质编图方法初探

一、城市环境水文地质工作的性质和任务随着城市建没和工业的发展,地下水作为工业和生活用水大规模地被开采利用。由于不合理开采而形成大面积水位下降,因水位大幅度下降而带来了松散地层分布区城市地面沉降,沿海地区的海水入侵,诱发地震等严重不良后果。另外,由于城市三废治理存在一定问题,使得工矿企业排放的废气、废液、废碴和生活污水大量增加,造成城市范围内大气、地表水、地下水等受到不同程度的污染,在一些城市已严重地影响到供水的质量,影响了人体健康。研究上述问题和提出防治措施就成了当前城市工作迫切需要解决的任务。     

分布式光纤监测在阜阳地面沉降监测中的应用

分布式光纤监测是利用光纤作为传感介质,采用先进的OTDR技术,探测出沿光纤不同位置土层的应变情况,实现真正分布式测量。阜阳地面沉降是由于过量抽汲阜阳城区地下水引起水位下降,在正常固结和超固结[1]土层分布区,由土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象。省地质测绘院、阜阳市测绘院、安徽省地质调查研究院在该区域进行大量的高程测量工作,仅查明了地面沉降范围及垂直沉降量,但对地面沉降的形成机理,各压缩层的变化量缺少统一认识。采用分布式光纤监测技术能准确测出各压缩层的变化关系,为阜阳地面沉降防治研究提供科学依据。     

确定大江大河防洪堤高度应考虑地面沉降因素——对1998中国大洪水的反思

世界上抽汲地下水或石油引起地面沉降正越来越普遍。大江大河防洪能力降低是地面沉降灾害现象之一。上海因地面沉降产生严重的洪涝灾害,上海外滩防汛墙高度的主要决定因素是地面沉降。沙市、武汉、哈尔滨和大庆等城市和地区是我国1998年夏特大洪水的重灾地区,这些城市和地区实际上已存在地面沉降问题。几十年来产生的地面沉降很可能已降低了这些地区江河大堤的防洪能力,从而加重了这次洪涝灾害。建议在确定大江大河防洪堤高度应考虑地面沉降因素,并尽快对重点城市和地区进行地面沉降调查与预测研究。     

北京平原区现阶段主要沉降层位与土层变形特征

超量开采地下水引发的地面沉降已成为北京平原区最主要的地质灾害之一.精准识别现阶段地面沉降主要贡献层位,查明不同水位变化模式下土层变形特征,对实现地面沉降精准防控,建立合适的地下水-地面沉降模型具有重要意义.本文根据北京市7个地面沉降监测站内分层标和水位近十几年观测资料,对不同深度土层沉降变化特征和主要沉降层位进行了精准...     

华北平原地下水位驱动下的地面沉降现状与研究展望

华北平原年地面沉降量大于50 mm的严重区面积超过全国总量的80%,防治形势严峻,需要开展有针对性的研究,为有效防控地面沉降提供科学依据。华北平原建立了较完善的地面沉降监测网络,基本掌握了地面沉降现状及演化规律,但受华北平原含水层系统影响因素复杂与时空变化大等因素制约,对地下水位变化驱动下的土层变形特征及其机制研究迄今仍比较薄弱,限制了对地面沉降发展趋势的科学研判和预测预警。在总结国内外地面沉降研究进展、基于高时空分辨率监测数据分析华北平原地面沉降现状和发展趋势的基础上,提出了地下水位变化影响下的地面沉降研究方向。目前,华北平原地面沉降出现减缓态势,天津、沧州、衡水等重点城市主城区地面沉降得到有效控制,但华北平原尤其是河北平原地面沉降总体上仍然处于较快发展阶段,主要原因是农业灌区地下水开采得不到有效控制。未来华北平原地面沉降研究应聚焦地面沉降机理和预测预警、地下水位回升驱动下的土层变形规律及其对环境的影响、地面沉降区地下水资源属性及地热开发与地面沉降关系等方面。     

上海地面沉降工程地质分区及地面沉降预测

上海市区地面沉降研究中,根据在抽水条件下,各处不同的土层组合及其压缩性质的差异,将地面以下75米以上的土层进行了工程地质分区。经过十几年的观测检验,证明这种分区基本上反映了上海地面沉降的规律,为控制地面沉降和城市的规划建设提供了依据。     

对“西安地裂缝运动的时间序列分析”的几点异议

七十年代以来,在西安地区相继出现了地面沉降、地裂缝等不良地质现象。它严重危及着西安地区的总体规划,市政建设以及现代和古代建筑物的安全。因此,尽快查清地面沉降、地裂缝的原因,采取相应措施,预防和控制西安地沉、地裂的产生和进一步发展,将在科学理论上和工程实践中都有重要的意义。     

太原市地层空间异质性对地面沉降分布的影响

对比1956～2000年太原市地下水位与地面沉降资料发现,该区地面沉降漏斗与地下水位降落漏斗的空间分布基本相近,但不完全吻合,局部地区存在偏移。通过对黏性土层累计厚度分布、黏性土层与粗颗粒土层的组合特征、不同分区各深度处土的力学特征值与上述偏移的对比分析,认为太原市地层的空间异质性对地面沉降分布有如下影响：（1）与地下水位降落漏斗相比,地面沉降漏斗偏向于黏性土层较厚的一侧;（2）地层组合（黏性土的夹层数、单层厚度等）对地面沉降的空间分布影响较大,沉降多发生在黏性土夹层多、单层厚度较小的地区;（3）土的力学性质的差异是影响沉降分布的重要因素。     

北京平原区地面沉降分布特征及影响因素

地面沉降是北京平原区主要地质灾害之一。文中采用永久散射体差分干涉测量(PS-InSAR)技术获取平原区地面沉降空间分布特征,基于GIS空间分析平台,将多种地面沉降影响因素分别与PS-InSAR获取的地面沉降场形变信息进行耦合研究,查明地面沉降与多种影响因素之间的响应关系。研究发现:(1)北京市地面沉降发育较为严重的地区主要出现在平原区东部、北部以及南部等地,存在多个沉降中心,最大沉降速率达到152mm/a,区域不均匀沉降现象明显,并且有连成一片的趋势。(2)地面沉降分布具有明显的构造控制特性,沉降区多位于几大活动断裂交接部位的沉积凹陷地区,与第四纪沉积凹陷十分吻合。地面沉降的发展趋势与活动断裂的走向具有明显的对应关系,在有活动断裂通过的区域,地面沉降剖面线上表现出明显的转折或突变,断裂两侧区域不均匀沉降十分明显。(3)地面沉降分层沉降量与对应层位上黏性土占比呈正比例关系,其空间分布特征及变化趋势与平原区的地层结构及可压缩黏性土层厚度具有很好的一致性,沉降范围整体由北西向的单一结构区向南东方向的多层结构区扩张。沉降速率大于50 mm/a的沉降区大多分布在黏性土层厚度大于100 m的地区,几大沉降中心与黏性土层厚度较大地区吻合较好。(4)第二承压含水层(顶底板埋深100~180 m)地下水开采对地面沉降影响最大,沉降中心与该层位地下水位降落漏斗区高度吻合,是地面沉降的主要贡献层位。     

上海市地下水位大幅抬升条件下土层变形特征分析

过去对地下水位持续下降条件的地面沉降研究较多,但对水位大幅持续抬升过程中的地面沉降研究较少。本文根据 上海大量地面沉降、水位观测和钻孔资料,系统分析上海市90年代末以来地下水位大幅抬升条件下各土层的变形特征。自 1998年以来,上海市通过大幅压缩开采量、回灌地下水等措施使第二、三、四和五承压含水层水位分别平均抬升2.1 m, 3.6 m, 12.4 m, 12.7 m。水位的抬升使上海市地面沉降平均速率由1998年的12.2 mm/a减小到2011年的1.83 mm/a,减少85%。 通过对27组分层标数据分析发现：现阶段主要压缩层位在第一、二软土层,年沉降速率为2~4 mm/a;而第二含水层以下土 层已经有少量回弹。在水位持续大幅抬升过程中,本文总结了两种变形特征：1） 变形和水位变化基本同步,残余变形量非 常小,变形可概化为线弹性变形,这种变形主要发生在第一、二、三和五承压含水层、第五和六弱透水层;2） 压缩速率逐 渐减小,无明显持续回弹趋势,有较大残余压缩量且存在变形滞后现象,变形可概化为弹塑性变形,这种变形主要发生在 地第二、三和四弱透水层。第四承压含水层变形较复杂,两种变形特征都有。其中较大残余变形量主要由塑性贮水率比弹 性贮水率大2个数量级引起;变形滞后主要由弱透水层中超孔隙水压力消散较慢引起。本文研究成果对于掌握水位抬升过 程中土层变形方式、发生发展机理、预测未来地面沉降及地下水科学管理和资源评价具有重要意义。     

长江三角洲南部地面沉降与地裂缝

过量开采地下水导致长江三角洲南部产生严重的地面沉降和地裂缝,造成巨大的经济损失。地面沉降和地裂缝的发生和发展在时空上与地下水开采具有密切联系,在地下水开采高峰期,地面沉降速率明显增加,在地下水位稳定期和回升期,地面沉降速率显著减小,甚至出现少量回弹。平面上,地面沉降分布形态与主采层地下水位分布形态具有很强的关联性;垂向上,地面沉降分布形态与沉降层、主采层及土层的厚度、压缩性等有关,弱透水层和含水层都可能成为主要沉降层。开采地下水条件下土层的变形与其经历的地下水位变化过程有关,不仅弱透水层存在塑性和粘塑性变形,在一定水位变化条件下含水砂层也存在塑性和粘塑性变形。地面沉降是地表下所有受影响土层的变形之和,为了控制地面沉降和地裂缝的发展,应限制地下水的开采量,尤其是避免出现地下水位低于土层历史上曾经达到的最低水位。     

上海地面沉降及其对城市安全影响

地面沉降是上海最主要的地质灾害.半个多世纪以来,地面沉降已使上海区域地貌形态发生显著变化,目前中心城区高程普遍小于3.5m.监测资料表明,累计地面沉降总量对城市防汛产生重大影响,而地面沉降在空间上的发育不均匀性,对穿越不同地面沉降速率空间的线性城市基础设施的安全运营影响是严重的.     

上海地面沉降精密水准的精度

前言上海地面沉降,主要是由于过量汲取地下水加速土层固结压密而形成的一种地质现象。历年水准资料记载:市区地面从1921年至1965年间已连续沉降1.76米,沉降中心2.63米。但在地面沉降初期(1921至1956年)却未引起人们足够重视。根据当时的量测技术和水准精度,曾围绕着上海地基是否下沉问题展开过三年(1954至1957年)之久的学术讨论。1939年J.B.华特生的论文和历史水准精度评定,成了推断地面是否发生沉降的依据。以后,随着工业的发展,用水量急骤增加,地面沉降也日趣严重。1957年至1961年间,市区沉降549毫米,普陀沉降中心1,149毫米,500毫米沉降而积66.1平方公里。地面沉降量已远超出测     

做好城市地质工作为常州市建设服务

常州市是我省闻名的新兴的工业城市。建国三十多年来,城市建设工业生产迅猛发展,用水量与日俱增。由于过量的开采和不合理的利用地下水,以及工业“三废”的污染影响,导致了地下水水位大幅度的下降、水量减少、地面沉降、浅层地下水受到污染,以及工业布局也不甚合理等问题,影响了常州市城市建设的规划和人民生活的改善。为此,省地矿局应常州市的要求,责成     

广州南沙区地面沉降分布特征及成因

广州南沙区地面沉降已经影响到城市发展和人民生命财产安全,为了制定科学有效的措施防止地面沉降进一步发展,文中基于InSAR监测数据和水准监测数据,总结分析了地面沉降分布特征,地表形变多为小范围的、局部地区的剧烈沉降。在此基础上,针对6个沉降严重区域,采用机理模型定量估算了各因素引起的地面沉降量及所占比重,得可压缩土层引起的沉降量为34.43～96.97 mm/a,所占比重在37.07%～75.67%,地下水水位和地面荷载的最大影响比重分别为26.28%和52.40%。并且通过研究分析地面沉降主要因素及影响程度,为科学防治该地区地面沉降提供科学依据。