应用沉降和水位数据计算上海地区弱透水层的参数

弱透水层参数的确定是准三维或三维地下水流数学模型应用时的难点,而应力-应变图解法是一种估计弱透水层参数的有效方法。在介绍该法的基本原理之后,结合上海沉降和水位观测资料,求出了上海地区弱透水层的弹性贮水率、非弹性贮水率和垂向渗透系数,为上海地面沉降的数值模拟提供了较好的初始参数值。对于弱透水层,抽水试验的方法是不可取的,如果又没有条件取土样作室内试验时,若有沉降资料和相应的水位资料,则应力-应变图解法是确定近似参数值的一种比较好的方法。     

地下水流二维、准三维及三维模型模拟结果比较

本文为三种简单的由多个含水层和弱透水层组成的越流含水系统建立了二维、准三维和三维数学模型,并对它们的解进行了比较分析。三种水流系统的二维、准三维及三维数学模型计算结果相互间的偏差随抽水时间的延长而增大,随井距的增大而减小;二维与准三维数学模型计算结果间的偏差随弱透水层越流系数的减小而减小;两种准三维数学模型计算结果间的偏差随抽水含水层与弱透水层间贮水系数比值的增大而减小;考虑弱透水层弹性释水的准三维模型与三维模型的解最为接近,它们之间的水头差当贮水系数比值一定时,随抽水含水层与弱透水层间渗透系数比值增大而减小,且随各向异性比值的增大而增大。     

天津市地面沉降数值模拟研究

地面沉降是天津市的主要环境地质问题。造成天津市地面沉降的原因很多,但主要原因是大量开采地下水。本文重点研究开采地下水条件下的地面沉降数学模型及模拟,为控制地面沉降提供科学依据。通过对第四系的水文地质条件分析,建立第四系的水文地质概念模型和地层压缩概念模型,并建立相应的准三维水流数学模型和一维地层压缩数学模型,两者通过含水层水头和弱透水层粘性土中孔隙水头的内在联系耦合在一起。利用以往系列水位数据和沉降数据对模型进行标定,模型基本上反映了天津市地面沉降的实际情况。     

苏锡常地区非线性地面沉降耦合模型研究

长期过量开采地下水所引发的地面沉降是一个复杂的非线性变化过程,对其进行数值模拟时,如不考虑沉降发展过程中模型参数的非线性变化,会给预测带来很大误差。本文依据苏锡常地区实际资料,通过典型钻孔土力学试验,确定出土体在不同荷载条件下的弹塑性和蠕变特征方程以及土体渗透系数随孔隙度变化的关系式。在此基础上建立了研究区三维变系数地下水流模型及考虑土体垂向不同变化特征(弹塑变或蠕变)的一维区域沉降模型,并采用多尺度有限单元法对模型进行了真正意义上的耦合求解。     

深部弱透水层固结变形模型建议

地面沉降模型是地面沉降研究的重要内容,由于弱透水层的变形量占地层全部变形量的比重较大,因此对弱透水层固结模型的研究是地面沉降模型研究中的重要部分。笔者通过对深部弱透水层中粘性土孔隙水类型进行分析,得出深度弱透水层中孔隙水类型并对该类型孔隙水变形特性进行了研究,总结出深部弱透水层固结机理。在机理分析的基础上,提出采用非达西流计算模式对深部弱透水层计算模型进行了修正,并提出了深部弱透水层固结计算模型建议：孔隙水类型主要为扩散层内结合水时,可以采用利用非达西流修正的太沙基固结方程对深部弱透水层变形进行计算,可以参考给出的采用非达西定律修正过的一维固结方程 孔隙水类型主要为吸附结合水时,可以利用弹性本构关系模型对深部弱透水层进行变形计算。     

应力历史对弱透水层参数影响试验研究

弱透水层储存的地下水是地下水资源的重要组成部分,弱透水层水文地质参数对地下水资源管理与评价以及地面沉降等具有重要意义。通过室内试验对定降深条件下弱透水层水流运移规律进行了研究,并探讨了弱透水层释水过程中的变形规律和释水规律。试验结果表明,在相邻含水层定降深条件下,弱透水层固结变形滞后于相邻含水层的降深变化,且变形速度逐渐变小并趋于零。基于室内试验,利用配线法求得弱透水层不同应力状态下的水文地质参数,对比分析,大变形和小变形试验中土层的渗透系数变化不大,但贮水率明显变小,土层的固结系数变大。因此,土层的应力历史对土层的渗透系数影响不大,而对贮水率有较大的影响。     

哈密盆地多层含水系统地下水流数值模拟

对具有多层含水结构的哈密盆地地下水系统, 提出了一类考虑弱透水层弹性释水作用的地下水流耦合数学模型。利用实际资料的数值模拟结果表明, 与忽略弱透水层弹性释水作用的数学模型相比, 其精度提高、更符合实际的水文地质条件, 为定量评价多层越流系统地下水资源提供了一种实用可靠的数值方法。      

土石混合体填筑路堤中的非线性蠕变模型探析

针对土石混合体填筑路堤工后沉降的非线性蠕变特性,提出了一种能考虑材料非线性黏弹性变形的蠕变模型。基于目前对土石混合体蠕变机理研究,将路堤工后的蠕变沉降部分考虑为非线性的衰减蠕变过程,建立了修正的Kelvin模型、广义修正模型,且得到了模型参数的识别方法;通过对修正模型分析表明,非线性常数取值对蠕变曲线变化有较大影响,修正模型的蠕变长期应变值比Kelvin模型要小;结合相关文献中对土石体填料的蠕变试验研究资料,用修正Kelvin模型对试验结果进行拟合,并对参数进行了反演,反演效果良好。修正模型的建立可为编制非线性黏弹性数值计算软件提供理论基础。     

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。     

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。     

建设工程地面沉降研究探讨

首先对地面沉降的定义进行了辨析,简单介绍了地面沉降的诱发因素。然后提出了建设工程地面沉降的概念,重点讨论了建设工程地面沉降的沉降机理、沉降危害、沉降控制标准和研究方法4个方面的内容。提出了建设工程地面沉降控制标准的制订原则和一些建议。研究结果对今后的地面沉降研究及建设工程设计施工具有现实的指导意义。     

论应用GPS定位技术监测上海市地面沉降的可行性

文章首先分析、论证了应用GPS定位技术监测地面沉降的理论依据，随后，介绍了实验研究方案和实际监测结果。通过比较GPS和精密水准所获得各个监测点的地面沉降量，以及两种不同方法获得地面沉降曲面的一致性，得出GPS沉降监测在一般监测环境下可能达到的精度。     

上海现阶段主要沉降层及其变形特征分析

以上海地质条件为基础，根据最近十几年分层标和含水层水位观测资料分析了上海地面沉降的主要沉降层，分析结果表明目前上海的主要沉降层是第五砂层。从第五砂层水位与时间的关系、变形与时间的关系和水位与变形的关系出发，结合室内实验的结果，指出第五砂层的变形特征是地下水位在一定范围内反复上升-下降时，变形以弹性为主、一般情况下则以塑性变形为主、应力应变关系为非线性以及存在蠕变变形。在建立地面沉降模型时必须考虑含水砂层的这些变形特点。     

潜蚀作用导致岩溶塌陷地质灾害的实例分析

淳安县某村于2005年2月初发生民房墙体开裂、地面裂缝、砼路面层与路基脱开、施工缝拉裂等地质灾害现象。从破坏特征看,该灾害应属于地面沉降,但却不具备发育通常概念“地面沉降”的地质环境条件。文章根据灾害区附近灰岩溶洞较发育、表部松散层厚度较大等条件,认为灾害由地下水潜蚀作用引起,并试图恢复其作用机制。指出如不加以治理,可能造成灾难。     

Analysis and suggestions on land subsidence control in Dezhou of Shandong Province

The land subsidence in Dezhou of Shandong Province has a long history with the characteristics of large amount, wide distribution and ongoing development. The prevention and control situation of land subsidence is becoming urgent. In order to analyze the possibility of realizing the goal in Subsidence Control Program in Dezhou, Shandong Province (from 2018 to 2025) on schedule, based on the current situation of land subsidence in Dezhou and the existing prevention and control means, the authors analyzed the subsidence control target feasibility through the quantitative calculation of regional subsidence rate formulas and the prediction of central subsidence rate. The analysis results show that under the strictest water resource management system, the subsidence control goal could be realized. At present, there are some problems in the prevention and control of land subsidence, for example, the monitoring means and frequency of land subsidence need to be improved, the prevention and control funds is lack of guarantee, and the subsidence mechanism research and govemance is still not enough. Then from the aspects of governance and technology, the authors put forward some suggestions, including improving the monitoring network, controlling the exploitation of groundwater, and expanding the propaganda of land subsidence knowledge. The study can provide some reference for the effective prevention and control of land subsidence in Dezhou.     

华北平原地面沉降调查与监测

华北平原是世界上超采地下水最严重的地区,也是地面沉降面积最大的地区。大约有70,000 km2的地下水水位低于海平面。随着近"# 年来的经济快速发展、城市化进程的加快、地表水污染程度的增加、高层建筑的施工以及对地下水的需求与日俱增,华北平原地面沉降呈现加剧的趋势。对华北平原地面沉降调查与监测提出了一套探索性的工作思路,并在基础监测设施的建设以及综合分析研究方面取得一些积极成果。     

我国地面沉降若干问题研究

摘要：地面沉降主要有（1）主要由过量开采地下水引起的和（2）在新构造活动构造沉降的基础上，由开采地下水、油气、地下热水形成的地面沉降两种类型。不仅不同的土层有不同的变形特点，在不同地点的同一层土也有不同的变形特点。同一地点同一层土在不同时期的变形特点也不尽相同。建立数学模型时要根据土层实际变形特点分别建立相应的模型，才能模拟出真实的地面沉降情况。解决耦合问题和垂向、水平向尺度不同带来的困难也是正确模拟必不可少的。     

山东省德州市地面沉降控沉分析及建议

山东省德州市地面沉降具有发展历史久、沉降量大、分布范围广、持续发展等特征,地面沉降防治工作形势紧迫。为分析《山东省德州市地面沉降防治规划(2018—2025年)》控沉目标如期实现的可能性,以德州市地面沉降现状及现有防治手段为基础,通过区域地面沉降速率公式量化计算及中心沉降速率预测进行控沉目标可行性分析。结果表明,在最严格的水资源管理制度条件下,控沉目标可以实现。针对地面沉降防治存在的问题,如地面沉降监测手段及监测频率有待提高、防治经费缺乏保障、地面沉降成因机理研究不深入、治理欠缺等,从管理和技术两方面出发,提出了包括健全监测网络、控采地下水、加大地面沉降知识宣传等控沉建议。该研究可为德州市切实有效进行地面沉降防治工作提供参考。     

西安市热水资源开采对地面形变的影响分析

从西安市的地热资源开发利用现状人手，通过基于质量守恒定律的体积互换理论分析开采西安的热水资源对西安地面沉降和地裂缝的影响．并且通过国内外相关的地热开采引起的地面形变效应实例进一步说明无序地开采西安市热水资源将对西安市的地面形变产生不可忽略的影响。