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地下水位变化模式下含水砂层变形特征及上海地面沉降特征分析 总被引：5，自引：0，他引：5
土体变形特征与其经历的应力状态有关。由于抽灌水位置和水量的变化,同一土层中不同时期的地下水位可以呈现不同的变化模式,土层表现出不同的变形特征。论文根据上海1400多个水位孔近40a的水位观测资料和各土层的变形资料,从土层变形角度将地下水位的变化方式划分为5种模式。分析了每种地下水位变化模式下土层的变形特征,并进一步分析了上海地面沉降在时间和空间上的特征。分析结果表明:地下水位的变化模式对上海土层的变形有显著影响。同一土层在不同的水位变化模式下可表现为弹性、弹塑性或粘弹塑性的变形特征;地面沉降与地下水开采量、地下水开采层次与主要沉降层具有密切的关系,开采地下水是上海地面沉降的主要原因;与现阶段含水层的水位变化模式相联系,第四承压含水层是上海最近几年来地面沉降的主要沉降层。 相似文献
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因过量开采地下水而引发的地面沉降问题已成为北京平原区最主要的地质灾害。北京地面沉降监测网络从2002年开始建设,到2008年底已经基本覆盖整个平原区。本文基于地面沉降分层标和地下水位监测资料,从土体变形与水位随时间的变化、土体变形和水位的关系出发,分析了不同岩性、不同深度土体在不同的水位变化模式下的压缩变形特征,最终将土体在水位变化下的变形特征概括为5类。结果表明:现阶段北京地面沉降区浅部土体压缩减缓,中深部土体和深部土体多以较快的速度持续压缩。砂层以弹性变形为主;不同埋深的粘性土体存在弹性变形、塑性变形和蠕变变形,具有显著的粘弹塑性。 相似文献
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超量开采地下水引发的地面沉降已成为制约北京区域社会经济可持续发展的重要因素之一。2014年12月,南水北调中线工程正式通水,每年向北京输水超过10×108 m3,改变了北京供水格局,也为地下水压采、涵养及控制地面沉降创造了条件。本文利用多种监测数据,分析南水进京前后,北京平原区地下水和地面沉降的变化;研究不同水位变化模式下不同岩性及深度土层的变形特征;计算土层不同变形阶段的弹性和非弹性储水率;并对黏性土层产生较大残余变形和滞后变形的原因进行了探讨。结果表明：① 2015～2020年,平原区大部分地区第一至第四含水层组地下水位逐渐上升,地面沉降呈减缓的趋势。② 第二和第三压缩层组是沉降主要贡献层,除平各庄和榆垡站外,其余各站第三压缩层组沉降占比逐渐增大,沉降主控层有向深部转移的规律。③ 平原区北部和东部,第二和第三压缩层组对应的地下水位由降转升。在水位下降阶段,土层呈塑性和蠕变变形;水位上升阶段,土层以塑性变形为主,部分时间出现弹性变形,具有黏弹塑性。平原区南部,地下水位始终持续下降,土层变形始终呈塑性和蠕变变形。含水砂层则主要呈弹性变形。④ 土层变形的不同阶段,弹性和非弹性储水率并不是恒定的,随着地下水位下降,储水率呈减小的趋势。⑤ 黏性土层存在较大残余变形和变形滞后的原因,一是非弹性储水率大于弹性储水率,二是黏性土层的弱渗透性。 相似文献
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《上海国土资源》2014,(4)
根据上海地区分层标和水位孔的实测资料,分析了2001~2012年间地下水控采条件下地下水位变化及土层变形特征。上海地区潜水层和第一承压含水层水位基本保持不变,第二至第五承压含水层水位都呈现出明显的回升趋势。三个软土层仍在发生压缩变形,其中第三软土层随着水位的回升变形得到了控制,部分地区已出现回弹趋势。在水位全面回升情况下,第一到第四承压含水层表现为明显的塑性和蠕变变形,当水位持续回升时土层仍有沉降,且变形滞后于水位变化;而第五承压含水层主要以弹性变形为主,当水位不断回升时,含水砂层也随之持续回弹,滞后不明显。将上海地区近年来含水层与水位变化关系归纳出四种模式。砂性土单向蠕变试验的结果表明,双屈服流变模型可以较好地反映砂土蠕变变形特征。 相似文献
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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。 相似文献
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常州地区含水层系统土层压缩变形特征研究 总被引：6，自引：1，他引：6
根据近十几年来分层标和含水层水位观测资料分析了常州地区土层压缩变形特征,表明承压含水砂层中的压缩变形不容忽视,且含水砂层的压缩变形与弱透水层的粘土、粉质粘土相似,均表现出明显的变形滞后现象.为此从水位与时间关系、土层变形与时间关系和水位与变形关系出发,结合室内试验方法,通过选取常州地区含水层系统中第一、二、三承压含水层以及二、三承压含水层间弱透水层和第三承压含水层下覆弱透水层的原状土样,采用单轴侧限压缩试验,分析了常州地区砂土和粉质粘土的次固结（蠕变）特性.试验结果表明常州地区不论是粉质粘土还是砂土,均存在一定的次固结变形,从而启示我们该地区地面沉降模拟中应同时考虑含水砂层的蠕变特性. 相似文献
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第四系厚度大的地区，在抽取地下水所引起的地面沉降分析中正确地确定粘性土层的压缩系数、回弹系数及砂土层的变形模量是准确预测地面沉降量的重要参数，但由于土层取样条件、试验方法、试验设备及地层岩性岩相多变等因素的限制，往往不能给出综合反映各层特征及环境条件的变形参数。为解决这种试验手段的不足，在对上海浦东地区地面沉降变形参数的分析中采用沉降标实测值与实测水位，利用所给动水位条件下沉降变形的分析技术，采用反分析以确定土层的变形参数。 相似文献
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上海浦东地面沉降分析中土层变形面沉降参数分析 总被引：2，自引：0，他引：2
第四系厚度大的地区，在抽取地下水所引起的地面沉降分析中正确地确定粘性土层的压缩系数、回弹系数及砂土层的变形模量是准确预测地面沉降量的重要参数，但由于土层取样条件、试验方法、试验设备及地层岩性岩相多变因素的限制，往往不能给出综合反映各层特征及环境条件的变形参数。为解决这种试验手段的不足，在对上海浦东地区地面沉降变形参数的分析中采用沉降标实测值与实测水位，利用所给动水位条件下沉降变形的分析技术，采用分 相似文献
9.
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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在天津滨海新区中新生态城服务中心开展了承压含水层抽水引起地面沉降的现场试验,采用振弦式孔隙水压力传感器和一孔多标数据采集器实时监测孔隙水压力和分层标的变化,分析了土体的变形性质和分层沉降的规律。试验结果表明,黏土层变形明显滞后于承压含水层水位的变化,以塑性变形为主且存在蠕变现象,而砂层既存在弹性变形,也存在一定的塑性变形和蠕变性。短期抽取地下水会使抽水井附近承压含水层上覆土体出现上小下大的沉降规律,且最大沉降出现在有明显孔隙水压力变化的土层顶板位置。 相似文献
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大面积地面沉降研究现状 总被引：10，自引：2，他引：10
总结世界各国一些城市由于地下水过量开采而产生地面沉降的情况及其引起的危害；回顾已有的一些地面沉降预测的理论与方法和控制地面沉降的有关措施，对正在发展中的大小城市有计划地开采地下水资源，预测防治地面沉降有一定的参考价值。 相似文献
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徐强 刘宝珺 余光明 G. Einsele W. Frisch 刘光华 J. Wendt A. Wetzel L. Ratschbacher H. P. Luterbacher 《沉积与特提斯地质》1993,(1):58-65
喜马拉雅特提斯中、新生代属印度板块北部被动大陆边缘。对充填这个被动大陆边缘的沉积物用“反剥法”(backstrippiog)进行研究,恢复了从被动大陆边缘到前陆盆地的抓降史。对分离出的盆地构造沉降曲线与McKenzie模式图版进行对比相关性分析,判断认为被动大陆边缘成熟期主要为热耗散沉降,前陆盆地时逆冲推覆动力为主要影响因素。 相似文献
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根据水准测量资料绘制了昆明南市区地面沉降等值线图,说明了区内地面沉降特征。然后对断陷盆地沉降模式进行探讨,阐明了岩溶水抽汲致使第四系土层固结压缩而产生沉降的原因。进而就地面沉降制约因素进行分析,得出了各制约因素的权重,明确指出地下水抽汲是地面沉降的主要诱发因素。最后,着重分析了小板桥沉降漏斗中心的形成机制,完成了极限沉降量估算,并预测了该沉降中心的发展趋势。 相似文献
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选取山西阳泉矿区单煤层开采引发的强烈地面塌陷作为研究对象,在详细介绍刘村采煤塌陷所处地质环境背景及其发育变形特征的基础上,根据区域岩体工程地质特征,将其划分为12层岩组;运用关键层、复合关键层理论对采煤塌陷机理进行了分析,获取Hoek-Brown岩体力学参数;采用Flac5.0 Extrusion对刘村采煤塌陷坑进行了反演模拟。数值模拟反映各阶段采动裂缝在地表的发育分布情况并计算了最终沉降量,覆盖层裂缝自然修复周期为2个月,基岩裂缝自然修复周期为3个月;采动裂缝最终在平面上呈“θ”形,塌陷中心1和塌陷中心2最终沉降量分别达到4.5 m和4 m,塌陷面积是工作面面积的1.85倍。模拟结果与调查监测数据高度吻合,客观地反映了地表变形和深部覆岩塌陷的发展变化过程,为塌陷机理分析起到了帮助作用。该套岩体力学参数与模拟方法适用于阳泉矿区采煤塌陷精准预测。 相似文献
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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。 相似文献
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Summary The theoretical model of the relationship between sub-surface and surface subsidence movements proposed earlier by the authors of this paper is briefly described and further tested against another case history example. Using this model, the magnitudes of the maximum subsidence, tilt and horizontal strain at sub-surface horizons between the ground surface and seam level are predicted in terms of the magnitudes of the corresponding components at the surface due to the extraction of subcritical panels with a wide range of width-depth ratios and the results presented in the form of nomographs and tables. These graphs and tables could be used to estimate the maximum subsidence, tilt and horizontal strain at any chosen sub-surface horizon associated with the extraction of a subcritical panel from the known corresponding maximum values at the surface.The proposed theoretical model can also be used to predict sub-surface subsidence components at any point within the zone influenced by the extraction of a panel from the corresponding surface subsidence components which may be obtained from field measurements or pre-calculated using any existing method of surface subsidence prediction. As an example, the profiles of surface and sub-surface subsidence at various horizons between the ground surface and the seam level resulting from the extraction of an assumed sub-critical longwall panel are predicted using the theoretical model together with the empirical method of surface subsidence prediction. The pattern of sub-surface subsidence movements in the strata overlying the panel is examined. 相似文献
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上海城区建筑密度与地面沉降关系分析 总被引：26，自引：0，他引：26
工程建设逐渐成为上海近年来新的地面沉降制约因素，本文选择4个典型的高层建筑及多层建筑密集区段，分析了建筑密度与地面沉降的关系，探讨了其时空变化特征，建筑规模及其增长速度直接导致工程性地面沉降同步增长，集中建设较分散建设，新区建设较旧城改造、高层建筑较多层建筑地面沉降效应明显。建筑密度越大，建筑容积率越高，地面沉降越显著。城市规划宜选择低密度、低容积率的建设模式，降低建筑高度，扩大建筑间距。提出了沉降控制条件下适宜的建筑容积率应在0.9～1.2之间，从而为城市规划提供了决策性技术指标。 相似文献
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Mine subsidence damage from room and pillar mining in Illinois 总被引：1，自引：0，他引：1
Summary Data is presented on case histories of subsidence damage occurring over abandoned room and pillar mines in Illinois. The major modes of behaviour and damage in houses from sag-subsidence are described and summarized. The houses rested on crawl-space and basement foundations built from concrete and masonry. The prevalent mode of failure of bearing walls was inward bending. Failure is analysed and conventional design procedures are used to evaluate foundation failure. 相似文献