上海软粘土微观特性及在土体变形与地面沉降中的作用研究

对上海软粘土的颗粒及集合体成分、孔径分布、微结构、孔隙溶液与阳离子交换性作了分析 ,对固结前后的孔径变化与人工回灌对土体性质可能带来的影响作了探讨 ,从物理化学角度阐述了软粘土微观特性对土体固结变形及地面沉降的影响.     

北京典型地面沉降区土体压缩特征研究

北京平原区地面沉降目前处于快速发展阶段,影响因素十分复杂,其中粘性土体的存在是其赖以形成的物质基础。以北京昌平八仙庄典型地面沉降区为研究对象,采取逐级加荷、逐级卸荷以及反复加卸荷,分析100 m以浅粘性土体在不同加卸载方式下的固结特征。实验结果表明：荷载从25 kPa分级加荷到1 600 kPa,粘土变形量大于粉土,分别为2.822 mm、1.000 mm;荷载从400 kPa分级卸除到50 kPa,粘土的回弹量大于粉土,分别为0.277 mm、0.121 mm;反复加卸荷条件下粉质粘土及粉土较之粘土更容易达到固结状态,蠕变时间效应为粘土>粉质粘土>粉土。建议在制定地面沉降灾害防治措施方案时,应充分考虑沉降区地层土体特征影响。     

抽水地面沉降数学模型的研究现状与展望

在综合已有文献的基础上，分析了最近几十年来用于模拟抽取地下水引起地面沉降的数学模型，按照水流模型和土体变形模型的结合方法将地面沉降模型归纳为三种类型，即由水流模型获得各土层的水头变化、再根据水头变化计算土层变形的两步模型；仅考虑垂直方向变形与孔隙水压力变化的相互作用，而水平方向只考虑渗流、不考虑变形的部分耦合模型；考虑孔隙水压力变化和土体变形的相互影响和作用的完全耦合模型。论述了每种类型模型的主要特点、代表性模型及其不足之处，并指出三维渗流和变形的耦合分析是地面沉降模型进一步研究的方向，同时作为检验模型合理性和适用性的手段，还应加强地面沉降的室内模型试验。     

城市地面沉降研究进展及其发展趋势

地面沉降是城市主要地质灾害之一。随着中国城市化进程的加快，地面沉降规模扩大，危害加剧，本文简述了国内外地面沉降概况，对地面沉降的成因、危害、机制、数学模拟、监测、防治等方面的研究进展进行了综合论述，并指出，建设工程性地面沉降，孔隙水运移机制、地下水和地面沉降模型耦合、地面沉降生态-经济-社会影响评估、地下水采灌优化设计、地面沉降系统防治、地面变形高精度监测、城市化建设与地面沉降的相互关系等，是今后城市地面沉降研究的主要方向。     

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。     

深层地热水开采与地面沉降的关系研究

本文根据天津塘沽区深层地沉观测标观测到的地面沉降数据,分析了深层地下热水开采对地面沉降的影响比例.在分析地热水开采引起地面沉降机理的基础上,通过统计回归方法建立了深层孔隙型地热水开采量与地面沉降量的相关模型;提出了进行地热尾水回灌和建立深层沉降监测网以加强综合研究的防治对策.     

地面沉降计算的回顾与展望

本文回顾了３０年来由抽水引起的地面沉降计算,简单介绍了一维固结理论的解析方法和考虑反复荷载因素的次固结计算模型,对计算参数进行了讨论,并指出了今后的方向。     

区域性地面沉降研究现状

地面沉降是一个复杂的环境地质问题,一直受到各国学者的普遍关注.针对其形成、发展过程笔者进行了大量研究,在本文中分别从地面沉降成因、产生机理、监测、预测模型和防治研究五个方面系统的介绍了地面沉降研究现状.这些工作为开展地面沉降的防治工作奠定了良好的基础.     

沧州典型地面沉降区土体压缩与固结特征研究

近年沧州市地面沉降主要发展于其市区地下水位降落漏斗中心及邻近郊县的水位漏斗区域.本文以沧州市区钻孔土样为研究对象,通过常规物理测试及不同压力等级下的高压固结试验,分析了土样各物理指标之间的关系,颗粒结构与土体压缩的关系.对土体在不同深度和压力变化下的压缩变形、压缩系数及固结特征进行了研究,得出压缩系数和固结压力在双对数坐标下能呈现出很好的线性关系.对沧州地区以粘性土压缩变形引起的地面沉降研究提供数据支撑.     

天津滨海地区晚新生代地层自然固结与地面沉降研究

天津滨海地区地处渤海湾西岸,晚新生代沉积了巨厚的松散沉积物。地下水位下降、地层自然固结、地表载荷的加速增长等复合因素造成了严重的地面沉降。利用在天津滨海新区塘沽地区施工的一眼1 226 m全取芯钻孔,通过原状样品测试分析,系统研究了晚新生代土层的物理力学性质、黏性土固结特征,并结合欠固结黏性土层沉降量计算等方法阐述了土层固结状态空间特征,探讨了土层固结特征与地面沉降的相关关系。结果表明：该地区0～100 m深度土层具有低天然密度、高孔隙比、高含水率、高压缩性等特点,表现出软土的性质,在地表荷载增大的情况下,易发生地面沉降;100～550 m的黏性土大都处于超固结和微超固结状态,主要是由于过去地下水的大量开采造成的;550 m以下的黏性土多为正常固结,局部存在欠固结黏性土夹层。钻孔中存在合计约218 m的欠固结黏性土夹层,这些欠固结黏性土夹层在自重应力下的最终沉降量为1 985 mm,沉降量最大的土层对应于第1、6含水组,分别达614 mm和665 mm,这一沉降过程完成所需时间为数十年甚至上百年。     

太原市地面沉降的现状及发展变化趋势

地面沉降作为一种广泛的地质灾害,不仅对地面设施造成很大的破坏,而且也会使地下环境发生变化。从太原市地下水开采历史与地面沉降演变历史总体上相符可以看出,太原市地面沉降是由于过量开采中深层孔隙地下水引起地下水位急剧下降造成的。随着2003年太原市采取关井压采及引黄入并等一系列举措以来,地下水位呈现回升的趋势,地面沉降速率随之减缓。     

中国地面沉降及其需要解决的几个问题

我国地面沉降主要出现在东、中部17个省市,总面积超过5×104km2,同时在17个省市出现成因上与它有关的地裂缝,危害是多方面的。沉降发生在经济高速发展的东部地区,造成的危害和损失也更大。我国地面沉降有下列特点:过量开采地下水是主要原因;各土层变形量既与其压缩性有关,也与它本身的厚度有关;砂土变形基本特征是压缩过程中总的应力与应变关系为非线性,压缩变形以塑性变形为主并包含有蠕变;水位恢复到开采前水平,沉降仍在继续,存在滞后等。从目前研究,特别是模拟研究的现状出发,指出存在8个方面的不足,进而提出需要研究解决的6个科学问题,为提高我国的研究水平献策。     

长江三角洲地区的相对海平面上升与地面沉降

在有关学者以往研究工作的基础上,对长江三角洲地区的相对海平面上升和地面沉降问题作了分析探讨。认为相对海平面上升已经在并将继续在该区造成多种危害,地面沉降是影响相对海平面上升诸多因子中贡献率最大的因子,它主要由人类活动引起,同相对海平面上升一样．也是该区不容忽视的地质灾害之一。然而,由于采取了积极的控制措施,上海地区人为引起地面沉降在相对海平面上升中的贡献率已从20世纪50、60年代的90％以上降至目前的60％以下,但预计在未来几十年中仍将占相当大的比例,必须引起人们的高度警觉,采取更为积极的防治对策。     

济宁市区地面沉降及防冶措施研究

地面沉降是近年来我国和世界上许多城市出现的重要的地质灾害之一,济宁城区1988年发现地面沉降,并以25．2mm／a沉降速度发展。本文从新构造运动、地下水开采、第四系砂土特征等方面,分析了济宁城区地面沉降的产生原因,指出新构造运动与超量抽取地下水是造成济宁城区地面沉降主要原因;通过对地下水开采量的变化趋势,中、深层地下水的补给条件的分析,对地面沉降变化趋势作出了预测;根据济宁市地处济宁矿区的特点,提出了综合利用地下水、防治济宁城区地面沉降进一步发展的对策。     

苏锡常地区地面沉降及其若干问题探讨

地面沉降是苏锡常地区当前面临的最大地质灾害问题。本区的地面沉降具有两个特点:一是在时空上与地下水开采密切相关;二是其形成主要为含水砂层的压密和顶、底板粘性土层的固结。针对地面沉降的研究多从其宏观力学特性、水土耦合和建模等方面着手,而对土体在沉降变形过程中的结构变化研究不多,因而对土体在沉 降变形过程中的可逆和不可逆、非线性变形、弱透水层变形等的机理,还存在许多模糊认识。对此文章提出了相关 建议,主要包括:1)应系统地研究苏锡常地区第四纪土体各土层的细观和微观结构,弄清地面沉降区土体结构的演 化规律及其与抽、灌地下水、土体物性指标等之间的关系,建立土体沉降类型与土体结构演化之间的关系;2)应对 第四纪土体中的弱透水层开展系统研究;3)应从土体结构的角度,深入研究土体在排水和回灌过程中的可逆和不可逆变形。     

新集矿区松散层工程地质特征及地面沉降预测

为了有效地防治新集矿区地面沉降,研究了该区第四系松散层的工程地质特征与地面沉降的关系:松散层的大部分力学参数在地表以下30m内变化不大,埋深大于30m后变化明显;粘性土的压缩性明显大于砂性土;粘土中伊利石含量高,排水条件好,压缩性好。将松散层划分为3个主要压缩层;建立了地面沉降计算模型,预测区内地面沉降为0.2832~0.8293m。     

地面沉降研究的新进展与面临的新问题

通过国内外地面沉降研究历史概述 ,介绍了多方面的地面沉降原因。由于地下支撑物的移动导致地面标高损失是目前对地面沉降概念或原理的最新概括和总结。文章从监测技术、信息系统、图件编制、预测计算、损失评估和防治措施等方面概括了中国近年来地面沉降研究取得的新进展。同时提出淤泥质软土沉降问题、深部土层沉降问题、工程性沉降问题、长江三角洲地面沉降的严重性和系统性问题、地面沉降引起的全国性防汛能力降低问题和干涉合成孔径雷达 (InSAR)探测技术是中国当前地面沉降研究面临的新问题。最后指出 ,在中国城市化和工业化高速发展的 2 1世纪上半叶 ,中国东部的地面沉降问题将更大、更多、更复杂 ,需要认真规划和控制。     

高层建筑物荷载与地下水开采叠加作用下的地面沉降特征

在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂.以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用下三维地面沉降模型,采用有限元方法进行了数值计算.结果表明,高层建筑物的附加荷载作用在其建成后的3～...     

地面沉降对河道堤防的影响及应对措施

地面沉降已经发展成为天津市的主要地质灾害之一,不均匀的地面沉降已经给天津市河道堤防的安全造成了威胁,部分堤段已经出现了裂缝、漏洞等险情。为有效控制堤防工程的地面沉降,以海河干流堤防和蓟运河下游堤防为例通过对长序列的地面沉降数据进行分析,阐述了地面沉降对河道堤防造成的影响,并针对地面沉降对堤防工程造成的破坏提出相应的治理措施,保障工程的功能效应,减小堤防工程因地面沉降而产生的经济损失。     

我国城市地面沉降概况

本文通过对上海,天津、宁波、北京、苏锡常地区、西安、太原、阜阳等城市地面沉降的形成、发展及其治理过程的介绍和初步归纳,并根据我国经济、技术条件,提出:加强规划和指导、以“法”治沉,以及加强地下水资源合理开发利用等治理对策,从而达到减缓我国主要城市地面沉降速度和减轻其危害的社会,经济效果。