上海市外滩防汛墙结构沉降的预测研究

以上海市外滩防汛墙改建工程为背景,依据外滩防汛墙多年的沉降观察资料,使用黏弹性有限元反分析,对未来防汛墙结构沉降进行预测。整理和分析了从1993年建成之时到2002年的结构沉降观测资料,选取了用于结构沉降反演计算和预测的典型断面和测点,并分别绘制了防汛墙结构沉降随时间发展的曲线。通过二维平面应变有限元正分析,确定了影响结构沉降的主要地层。基于外滩防汛墙二期结构沉降量测数据,采用黏弹性有限元反分析方法对防汛墙结构沉降进行反算,得到主要压缩土层的等效弹性模量,进而预测未来防汛墙结构沉降的发展趋势。其研究成果可为上海市防汛墙建设和技术管理工作提供依据。     

外滩防汛墙二期工程防御能力分析

该文依据外滩防汛墙多年的沉降观察资料,对外滩防汛墙由地面沉降和结构沉降而出现的防汛能力降低的问题进行研究。综合结构沉降与地面沉降因素,分析了1984年和2002年黄浦江潮位标准下外滩防汛墙二期现有防御能力及其下降趋势。     

盾构隧道穿越苏州河对防汛墙的影响分析

轨道交通11号线盾构隧道穿越苏州河将会对防汛墙的安全造成影响。为保证盾构顺利实施,拔高影响盾构穿越的桩基,采用双跨门洞式的结构型式对防汛墙结构加固改造。在保证防汛墙安全的前提下,为隧道穿越预留了足够空间。运用有限元数值模拟方法建立计算模型,对隧道穿越前后防汛墙结构的受力和变形形态进行分析。研究结果表明,隧道穿越前底板呈连续梁变形规律,长桩桩身中部和短桩桩端呈向外侧扩张的趋势,整个结构受力性状符合门洞式刚架结构的特性。隧道穿越后,底板的变形趋势与隧道穿越前变形规律相似,最大变形位于隧道上部跨中部位,而桩基变形形态则完全不同,隧道开挖引起长桩桩身中部和短桩桩端向隧道侧的变形,长桩呈挠曲变形,桩身最大变形位于隧道拱轴线附近,短桩呈刚体变形,最大变形位于桩端。经与实测沉降数据对比,盾构的穿越对防汛墙变形的影响处于可控状态,整体防汛墙计算沉降值与实测值较为接近。     

珠江口盆地新生代沉降特征及其影响因素分析

为了研究珠江口盆地的沉降特征、沉降特征时空差异性以及影响因素,文章共选取了32口人工井进行沉降史计算,并进行综合分析,从中又特选出12口典型人工井进行对比分析,编绘和对比分析了3条典型沉降演化图。结果表明:盆地整体沉降可分为3幕,第一幕为始新世,平均总沉降速率为85 m/Ma;第二幕为渐新世至中中新世,平均总沉降速率为146 m/Ma;第三幕为晚中新世至第四纪,平均总沉降速率为104 m/Ma。同一时期不同构造单元之间及同一构造单元在不同时期,沉降与演化特征都存在差异性,各时期沉降速率平面分布表现出"分区"、"分带"的特征,沉降演化的差异性变化与盆地的演化阶段及其构造特征有关。盆地整体沉降特征受成盆动力学影响,而沉降特征差异性受盆地动力学和构造格局共同影响。珠江口盆地整体沉降表现为"幕式"特征,沉降及其演化特征表现出明显的时空差异性,盆地动力学特征和构造格局共同影响盆地的沉降特征。     

渭河下游干流堤防防洪能力分析

三门峡水库修建后,由于泥沙淤积严重,渭河下游防洪问题突出.本文根据实际资料,对渭河下游大堤各段防洪能力进行了分析,并提出了一些建议.     

漳泽水库下游河道防洪能力分析

漳泽水库下游河道范围内有长治市郊区、潞城、襄垣等县市以及长治钢铁厂、太焦铁路等重点企业和基础设施,河道行洪能力的大小直接影响着保护对象的防洪安全,文章从分析了不同阶段洪水情况以及相应的河道行洪能力,对河道防洪具有一定参考价值.     

歧口凹陷东营组沉降特征及其成因分析

运用区域三维资料和EBM盆地模拟软件,对歧口凹陷三维连片区东营组沉积时期的沉降史进行了模拟分析,并探讨了沉降中心迁移的原因。结果表明,歧口凹陷东营组发育于同裂陷阶段晚期的断拗转换期,沉降特征具有时空差异性,沉降速率时快时慢,不同次凹之间差异较大。从东三段到东一上段,NE-NNE向主干断层控制作用逐渐减弱,沉降中心逐渐减少,并沿东北方向向歧口深凹逐渐迁移。通过对区域断层和沉降特征研究,认为区域断层的差异性活动控制着沉降中心的发育部位,而区域应力场的改变则控制着沉降中心的迁移。     

储油罐环形加筋防护墙变形特征及其影响因素

储油罐环形加筋防护墙是由填土、筋体、格栅返包式面板组成的一个环形整体复合结构,具有明显的空间特性及其与储油罐之间复杂的相互作用,相关研究理论明显滞后于工程应用。由于环形加筋防护墙无法忽略其空间特性的影响,通过Plaxis 3D三维有限元软件进行数值模拟,采用小应变土体硬化模型作为加筋土体本构模型,研究储油罐环形加筋防护墙墙体的变形特征及加筋材料的受力特征,探讨墙体高度、厚度、墙面坡度及土工格栅刚度、加筋间距等因素对墙体变形特征的影响。结果表明:防护墙墙面侧位移随着防护墙高度、厚度和墙面倾斜角度的减小而减小,但墙体厚度过小和加筋间距过大将导致防护墙倾覆趋势增大,过小的土工格栅刚度会导致墙侧位移过大,因此需严格控制以上设计参数;加筋防护墙墙体的修筑将加大储油罐边缘处地基沉降,储油罐内燃油的装载状态不影响加筋防护墙地基沉降情况,但油罐地基最大沉降差随着储油罐内装载燃油的增多而减小;根据格栅最大拉应力位置所推测的加筋防护墙破坏面经过墙趾曲线,墙后土压力受墙面坡度影响巨大,设计时应根据坡度选择合适的设计方法。     

水载荷及其对盆地沉降的影响

盆地沉降是构造作用与充填盆地的沉积物和水体载荷产生的重力作用共同作用的结果。文章提出了水载荷沉降的概念,推导出了水载荷沉降的计算公式,定量地分析了水载荷对盆地沉降的贡献,并在充分考虑沉积物载荷、水载荷、海平面变化、古水深等的情况下,对Steckler和Watts构造沉降量计算公式作了修正。对美国纽约大西洋大陆边缘COSTB-2井的定量分析表明,每发生1km的构造沉降将产生约0.435km的水载荷沉降,去除水载荷影响后的实际构造沉降比Steckler和Watts估算的结果约小30.3%,水载荷是导致美国大西洋大陆边缘强烈沉降的重要因素之一。     

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.     

城市地面沉降设防问题

我国地面沉降地质灾害存在长期蔓延之势,主观原因在于对上海地面沉降的治疗认识不足。通过对地面沉降发生的必要条件的探究,对有关城市地面沉降设防的若干问题,作一初步探讨。     

中国防洪若干重大问题的思考

为配合中国水利部组织编制全国主要江河防洪规划工作,对与编制防洪规划有关的若干重大问题进行了研究。提出用20世纪发生过的大洪水淹没范围作为界定防洪区的基础;风险管理最重要的是规避风险和应对风险,而规避风险的核心是约束人类不合理的经济社会活动,降低洪水灾害造成的风险;当防洪区受到两种洪水风险威胁时,应当采用二维概率分布核查防洪区的标准;合理提高城市防洪标准,是城市防洪的首要任务;要协调城市防洪与城市建设的关系,充分发挥城市拦蓄雨洪的作用(如保留必要的水面率、雨水利用等),蓄排兼顾,而不宜过分强调城市排水;建议根据淹没水深、淹没历时和洪水频率组成的洪水风险度因子划分蓄滞洪区风险区,并结合蓄滞洪区自然地理条件比选安全建设模式。     

洪水致弯曲河道挡墙稳定性衰变

天然河道蜿蜒曲折,河湾处环流助长紊动、引发凹岸淘蚀冲刷,导致沿河公路挡墙水毁频发。针对弯道水流运动规律,对洪水条件下弯道挡墙进行受力分析;基于挡墙稳定性分析力学模型,推导了弯曲河道挡墙稳定系数计算公式,给出挡墙基底极限冲深计算方程。通过算例验证了在河湾平缓条件下弯道洪水冲击计算的合理性,并对挡墙稳定性衰减影响因素进行分析。结果表明：洪水上涨时,在墙底未发生冲刷条件下,随着弯道处洪水对挡墙的冲击荷载增大,挡墙稳定性提高;在墙底发生冲刷条件下,挡墙稳定性降低,墙底淘蚀可能导致挡墙倾覆失稳。洪水陡落时,挡墙稳定性随挡墙前后水位差增大而降低,挡墙的抗滑稳定系数衰减速度比抗倾覆稳定系数衰减速度更快,挡墙滑移失稳可能性较大。得出的挡墙稳定系数计算方法的结果与现场情况基本吻合,可为类似沿河挡墙的设计与研究提供理论参考。     

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。     

集对分析及其在城市地面沉降研究中的应用

集对分析是处理本确定性问题的理论,认为在一系统中不确定性与确定性互相联系、影响、制约,并在一定条件下互相转化,用联系度及其数学表达式统一描述系统的各种不确定性,由此实现系统调控的辅助决策。本文应用集对分析理论与方法剖析了上海地面沉降问题,探讨了社会需求、资源状况、地质环境三者间的制约关系,并以此提出城市地面沉降系统调控的对策与途径。     

基于工作流的防汛业务集成管理研究

分析了防汛业务集成管理的需求,借鉴工作流模型和基于角色的访问控制模型,提出了一种防汛业务集成管理模型,以实现防汛大系统内部动态的防汛业务集成和门户集成。通过设计集成管理数据库,应用数据驱动技术,使防汛业务集成管理系统具有良好的柔性、集成性、重用性和可扩展性。应用该模型与技术,设计开发了黑龙江省基于工作流的防汛业务集成管理系统,并已得到实际应用。     

区域防洪治涝生产函数研究

分析了防洪治涝部门投入与产出的特殊性:年效益具有随机性;基建投入具有长效性,同时又具有逐年损耗性。为使基建投入、运行费和效益三者生产函数方程建立在各因素之间的内在因果联系上,提出采用效益累计值或移动平均值以消除逐年效益的随机性干扰;基建投入因素采用与效益同期的损耗值以考虑长效性和损耗性。在此基础上建立了累计效益与累计耗用基建投资、累计运行费的关系和平均年效益与平均年耗用基建投资、平均年运行费的关系。结合江苏省防洪治涝生产函数研究实例,用相关分析得出多项式和幂函数形式的生产函数,得出江苏省防洪治涝在1990年后的投入水平和投入结构下,边际效益很高,并且进一步加大投入水平或增加运行费的相对比例可得到更高的回报率。实例验证了方法的正确性与实用性。     

基于D-S证据理论的多水库联合调度方案评价

多水库防洪调度是一个典型的具有不确定性的多目标决策问题,在调度决策过程中,往往含有大量不确定性因素。提出了利用D-S证据推理方法,对多水库联合防洪调度方案进行评价。通过对不确定性评价信息进行融合,将问题转化为确定性决策问题。给出了证据合成的算法步骤,通过算例分析说明该方法的有效性和实用性。