线状和面状群井抽水导致场外地面沉降呈s-lnr线性关系

在单井抽水造成地面沉降符合s-lnr线性关系的基础上,应用积分的方法,对线状和面状群井抽水产生的地面沉降进行推导,得出群井抽水导致地面沉降的积分公式。对于场外远处,即距抽水中心距离远大于抽水区域长度或宽度的情况,对沉降积分公式进行简化,仍可得到场外地面沉降呈s-lnr线性关系的结果。选取第三方文献中的理论解、数值解和工程实例对以上研究成果进行拟合验证,相关系数分别为99.91%、98.67%、96.60%、99.63%、99.43%,所以线状和面状群井抽水导致场外地面沉降呈s-lnr线性关系的理论分析结果得到极好验证。

渗透性水平向各向异性导致椭圆形地面沉降漏斗的一个性质

水平向渗透系数各向异性会导致抽水产生的水位降深等值线呈现椭圆形,进而产生椭圆形地面沉降漏斗,这种椭圆形地面沉降漏斗的现象在现实中广泛存在。渗透系数均质各向同性的圆形地面沉降漏斗中,地面某点沉降值S与该点至漏斗中心的距离r之间符合s-lnr线性关系,渗透性水平向各向异性导致的椭圆形地面沉降漏斗也具有s-lnr线性关系规律。应用地下水动力学相关理论,经过理论推导,得出了椭圆形地面沉降漏斗各径向线上半对数线性关系式s=c_1+c_2 lnr中常数项c_1、c_2与径向线方位角θ之间的函数关系式,即c_1、c_2与sinθ或cosθ的平方呈正比,该函数关系式得到中国、美国和印度共6个区域性地面沉降漏斗实例的有力验证。对公式验证回归所得的12个相关系数中,1个为87.19%,其余11个都在90%以上。以上渗透性水平向各向异性导致的区域性椭圆形地面沉降漏斗的性质,公式简单实用,可方便应用于椭圆形地面沉降漏斗中非监测点的沉降值推测,利于全面了解椭圆形沉降漏斗信息,具有广泛应用价值。

区域性地面沉降形状参数c1与c2间线性关系研究

因抽水导致的区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一.区域性地面沉降具有s-lnr线性关系规律,基于此规律进一步研究c1与c2之间的函数关系,进而通过确定c1,c2取值,可得不同距离r处的地面沉降值s.通过对圆形和椭圆形地面沉降漏斗中c1,c2两参数的表达式进行分析,分析结果显示地面沉降漏斗中处在不同方位角θ径向直线上的c1与c2之间呈线性关系,与方位角θ取值无关.通过中国、美国和印度共六个抽水导致的区域性地面沉降实例对c1与c2之间的线性关系进行验证,六个验证实例的线性拟合相关系数都大于98.50%,拟合结果非常好.所以,抽水导致区域性地面沉降漏斗中不同角度径向直线上的c1与c2之间的函数关系是线性关系.该规律的确定,从单一径向直线上的沉降规律推进到各角度径向直线构成的沉降漏斗面上的沉降规律,进一步揭示了区域性地面沉降漏斗性质,对沉降漏斗性质的认识从一维推进到二维,对于研究地面沉降规律具有重要理论意义,对于预测地面沉降具有应用价值.

区域性地面沉降形状参数c1、c2与抽水量Q的关系

地下水开采造成区域性地面沉降,抽水量对地面沉降有显著影响,但两者间具体函数关系则缺乏深入的理论研究成果。基于沉降s—距离r间半对数线性关系:s=c1+c2ln r,进一步推导得到地面沉降漏斗的两形状参数最大沉降量c1、半对数空间沉降漏斗面斜率c2与抽水量Q呈线性关系,建立了c1、c2与Q间线性关系式,即抽水时段内地面沉降形状参数c1、c2与该时段内总抽水量Q均成正比。通过第三方文献两个工程案例中地面沉降实测数据和抽水量间函数关系的回归,以上关系式获得良好验证。为避免工程案例验证公式的偶然性,应用地下水数值模拟软件Processing MODFLOW建立数值模型进一步对关系式进行验证,分别建立群井同流量不同时长抽水和群井同时长不同流量抽水两种情况导致地面沉降,数值计算结果也验证了抽水时段内c1、c2与Q成正比。以上函数关系式简便实用,可为地面沉降预测和地下水开采规划提供依据,具有广泛应用价值。

碱激发粉煤灰-矿渣固化镉污染土的影响因素分析

为研究液固比与矿渣掺量对碱激发粉煤灰矿渣固化镉污染土强度与浸出特性的影响,以矿渣部分替代粉煤灰作为胶凝粉料,以NaOH与Na_(2)SiO_(3)溶液作为碱激发剂,采用无侧限抗压强度、毒性浸出与酸碱度试验分析了碱激发粉煤灰矿渣固化镉污染土的强度、Cd^(2+)浸出浓度和pH的变化规律,并基于扫描电镜能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)与压汞(MIP)试验结果研究了固化污染土的微观特征.结果表明:固化污染土的强度随液固比增大先剧烈下降后保持稳定,随矿渣掺量增加缓慢上升;Cd^(2+)的浸出质量浓度在液固质量比为0.3~0.4时小于0.01 mg/L,但在液固质量比超过0.4后急剧上升,Cd^(2+)的浸出浓度随矿渣掺量增加而下降;碱激发粉煤灰矿渣对镉的固定机理主要是形成Cd(OH)_(2),Cd^(2+)的加入会降低体系的碱度,阻碍碱激发反应;固化污染土中孔径为1~10μm以及大于10μm的孔隙体积分数随液固比增大而增加,这与试样初始含水率的增加有关.