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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。 相似文献
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地下水流二维、准三维及三维模型模拟结果比较 总被引:7,自引:2,他引:7
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。 相似文献
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多尺度有限单元法求解非均质多孔介质中的三维地下水流问题 总被引:7,自引:0,他引:7
应用多尺度有限单元法模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题。与传统有限单元法相比,多尺度有限单元法的基函数具有能反映单元内参数变化的优点,所以这种方法能在大尺度上抓住解的小尺度特征获得较精确的解。在介绍多尺度有限单元法求解非均质多孔介质中三维地下水流问题的基本原理之后,对参数水平方向渐变垂直方向突变的非均质多孔介质中的三维地下水流和Borden实验场的三维地下水流分别用多尺度有限单元法和传统等参有限单元法进行了计算,结果表明在模拟高度非均质多孔介质中的三维地下水流问题时,多尺度有限单元法比传统有限单元法有效,既节省计算量又有较高的精度;在模拟非均质性弱的多孔介质中的三维地下水流问题时,多尺度有限单元法虽然也能在大尺度上获得较为精确的解,但效果不明显。 相似文献
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长江三角洲(南部)区域地面沉降模拟研究 总被引:7,自引:0,他引:7
查明各土层变形特征是建立区域地面沉降模型的关键, 为此对研究区全部12个土层的变形特征进行全面论述, 并对变形特征与5种地下水位变化模式的关系加以讨论. 范围大、地质条件复杂、所经历的水位变化模式多种多样造成不同土层、不同地点的同一土层和不同阶段同一地点的同一土层都有不同的变形特征. 现有模型难以描述复杂的黏弹塑性本构关系, 为此对Merchant模型进行改造, 在此基础上建立相应的三维变系数水流模型和垂向一维沉降模型, 并讨论2个模型的耦合. 模拟结果良好, 显示所建立的模型确能反映长三角地区1.7×104 km2区域上复杂的地面沉降过程, 可用于预测预报和控制地面沉降方案的制订. 相似文献