福州地热分布区典型场地土层变形特征及其机理研究

根据福州地热分布区典型场地土层变形特征,分析地热分布区土层变形监测结果,总结地下水位变化与土层变形量及变形速率之间的关系,研究土层变形机理。结果表明地下水位下降,土层表现为沉降,地下水位上升,土层回弹变形,淤泥、粉质黏土等黏性土的变形明显滞后于砂砾卵石土,砂砾卵石土受地下水位变化影响变形特征更为明显,地下水水头变化量与砂砾卵石土变形量之间呈线性相关。

抽灌水作用下土层变形及应力－应变本构律的研究

简要介绍了自行研制的高压渗透固结仪的主要结构及模拟试验方法，根据模拟试验资料，详细地分析了抽水压密与回灌膨胀过程的基本特征，确定了适用于解释含水层（组）土骨架抽水压密与回灌膨胀（回弹）力学机制的线性粘弹性应力－应变本构律的函数表达式。

基于层间位移协调的承压水降压引起土层变形分析

承压水降压引起的地面沉降由含水层、弱透水层和潜水层的变形组成。当承压层降压时间短、弱透水层固结变形较小时,可以假设弱透水层为严格的隔水层。采用层状弹性体系理论,基于位移协调条件分别建立了单井抽水以及第三类基坑工程降水(隔水帷幕插入降水含水层)引起的土层变形分析模型,与数值模拟和现场抽水试验结果的对比,验证了文中方法的正确性。研究结果表明,上覆土层弹性参数变化对地表变形的影响可以忽略;抽水井附近的土层变形呈现"上小下大"特点,一定距离以外含水层与地面沉降大致相等,根据承压含水层降深要求,可估算出基坑外的水位降深。

地震荷载下土层变形等级预测方法研究

以计算结果可靠的土层反应结果为基础数据,基于随机森林算法(Random Forest,简称“RF”),建立地震动、场地土层参数特征量与土层变形特征的关系,提出一种依据常规地震动和场地土层参数为特征量的地震荷载下土层变形等级预测新方法,给出了典型场地土体发生大应变的地震动阈值。结果表明:基于RF模型对土体的变形程度预测结果较为理想,各项评价指标始终保持一个较高水平;对于软土、中硬土及硬土场地,输入地震动分别大于0.05 g、0.15 g及0.19 g时,将产生大应变。同时,本文方法可在不进行土层地震反应数值模拟的情况下,得到场地各土层的剪应变等级,为强地震作用下土体实际力学状态的界定和认识提供新的分析手段,而且也可为地下结构抗震设计问题提供指导和参考。

考虑强震时土层变形多点输入的桩结构体系地震反应分析

通过某港湾LNG基地转运栈桥某一桥墩的桩结构体系地震反应分析明确了强震时土层变形对结构反应的影响,强调了在抗震设计时考虑土层变形的必要性。采用非线性纤维单元对桩进行模型化,探讨了在进行地震反应分析时考虑桩轴力变化的重要性。

宁波市土层变形特征及地面沉降机理的研究

宁波市地下水为消耗型开采,在时间、空间和程度上,地面沉降与地下水开采量有极密切的关系。由于各土层所处的释水条件及物理力学性质的差异,土层变形各具特点;地层组合关系的不同,地面沉降存在分区性。宁波地面沉降主要由粘土释水固结所致。根据土层应力——应变关系分析,提出了“预压固结线”,该曲线表示宁波土层预固结压力增加速率及土层显著压缩的孔隙水压力逐渐下降的趋势。目前,当含水层水位在-25米范围内升降,土层以弹性变形为主,地面不产生显著沉降。因此,-25-0.427n米(n为某年距1986年的年数)作为今后宁波控制地面沉降的地下水元许水位值。据水位——水量相关计算,每年6—9月为地下水高峰开采期,地下水月安全开采量为100+3.133n万米~3。

抽、灌水作用下上海土层变形特征的探讨

本文在总结分析以往大量的野外实测资料和室内试验资料的基础上,阐明了地下水位的升降变化是导致上海地面沉降的主要原因。文中论证了第一、二压缩层的流变性质,并指出含水砂层的变形在上海地面沉降中的主要作用。通过对各土层单位变形量的分析,将各土层的实测变形量根据水位变幅予以规格化,以便判断各土层的回升与沉降情况,文中还运用了“胀缩比”的概念,分析了上海各土层的残余变形特征。

基于FLAC 3D的岩土层参数特征对基坑变形影响研究

为研究天津蓟州河地铁枢纽基坑工程变形影响特性,采用FLAC 3D仿真计算方法,以修正剑桥模型为本构体,针对不同基坑变形影响因素开展了计算分析。研究获得了基岩埋置深度对桩体水平位移影响,位移趋势特征受影响较小,但量值水平呈增大,基坑开挖深度应与基岩埋置深度、桩长相匹配,减少支护结构不稳定位移。分析了基坑土层变形与基岩埋置深度关系为正相关,但基岩深度在低于9m与超过9m,土层变形的变化趋势具有差异性,但土层变形变化节点分别位于基坑边30 m、50 m处。研究得到桩体水平位移与土层黏聚力为负相关关系,且桩底水平位移始终高于桩顶;在土层黏聚力不同方案下,桩体水平位移变化趋势有所差异,其中黏聚力25~45 kPa下位移呈“递增-稳定”。论文对探讨基坑变形影响因素有所研究成果可为基坑工程支护设计及施工提供依据。

藤县城区河东防洪堤各土层渗透变形判别

文章简述了藤县城区河东堤概况,查明拟建工程区域各土层结构组成、分布规律和性状等情况,判别各土体在渗流作用下可能发生的破坏形式,为选定堤线提供了设计依据。

富水地层中重叠隧道施工引起土体变形研究

重叠隧道施工易产生隧道结构不稳定和地层变形等问题。重叠隧道富水地层施工时,土层开挖应力释放和地下水渗流共同作用使得地层和隧道变形问题显得更加突出,增加了施工难度。以深圳地铁5号线重叠隧道为背景,采用数值方法研究了开挖应力释放和渗流作用在重叠隧道施工不同阶段对隧道结构和土层变形的影响,得到富水地层重叠隧道施工土层变形规律,同时提出了控制地层变形措施。重叠隧道下洞施工时,采用设置超前注浆支护能有效控制开挖应力释放引起拱顶沉降,开挖完成后隧道拱顶在渗流作用下沉降稳定,而隧道上覆土层因失水固结产生较大工后沉降,同时地表沉降槽深度和半径在渗流作用下不断增大;为避免下洞隧道在渗流作用引起上洞隧道整体沉降,上洞在下洞施工引起土体变形稳定后进行施工。上洞开挖应力释放引起较大地层沉降,开挖应力释放引起较大地层沉降,渗流因素引起地层工后变形较小,地表沉降槽深度迅速增大而影响半径保持稳定。

抽水与注水引起的变形机理

根据室内抽水压密与注水膨胀模拟试验成果,详细地分析了土骨架的抽水压密与注水膨胀变形的基本特征,确定了适用解释含水层(组)土骨架的抽水压密与注水膨胀变形力学机制的线性粘弹性应力～应变关系。

南水北调前后北京平原区地下水和地面沉降演变特征

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10×10^(8)m^(3),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:①2015~2020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。

盾构掘进中深层土体变形实测分析与研究

盾构机掘进过程中不但会引起土层的沉降,而且会引起土层沿盾构机前进方向的纵向位移和垂直于隧道掘进方向的横向位移。土层产生的纵向位移和横向位移,与引起的土层沉降一样,同样会对建筑物、地下管线等设施产生不良影响,甚至使之破坏。因此,对深层土体位移的研究,具有重要的工程意义。对深层土体位移进行了监测研究,结果表明:盾构掘进引起的深层土体的位移与盾构掘进姿态、盾构机土仓压力、隧道埋深、土层性质等因素有关。在此基础上,提出了控制土体深层变形的措施。

某深基坑开挖对周围环境影响的监测

介绍了南京某超高层建筑深基坑开挖的周围环境监测结果 ,分析了该深基坑开挖所引起的环境问题 ,包括地下水水位下降、建筑物和土层变形和裂缝 ,得到了一些有益的结论。认为基坑地质条件较好且开挖满足支护系统安全稳定的条件时 。

上海地面沉降自动监测及信息系统

根据联通管原理,通过多个测点连通,运用分层标及应用压力传感、数码传换技术来自动测量地面沉降和地下水水位,并联网实现同步监测、网络化管理。在此基础上,将监测数据并入地面沉降信息系统,进而对各种监测数据进行处理、分析,实现地面沉降的预测。

应用综合物探方法进行公路路基塌陷调查

随着公路建设发展,路基塌陷作为一种典型的地质灾害对公路对建设和运营安全的影响越来越明显。本文以京珠国道K299+320^+480路基塌陷物探勘察为例,介绍了采用地质雷达法和高密度电法探测公路路基塌陷的方法及原理,并对该两种方法勘察成果进行了分析,达到了探测路基塌陷的目的。探测结果表明综合物探方法在探测路基塌陷时有不可替代的优越性,而且具有方便、经济、快捷和成果直观的特点。

基于分层标组沉降监测的基坑工程降水对邻近地铁隧道的影响分析

随着轨道交通、高架桥梁、越江隧道等城市交通生命线工程运营规模的不断扩大,重大基础设施地面沉降骨干监测网对保障基础设施安全运营的作用日益突出。本文通过选取典型案例工程,利用现有重大基础设施沿线分层标组的监测成果,开展工程降水活动对邻近地铁隧道影响的分层标组沉降监测分析。分析结果表明,现有分层标组的监测数据能有效反映地铁保护区内基坑降水工程引起软弱土层和承压含水层压缩变形的影响;基坑降水期间地铁隧道的整体沉降趋势与邻近土层的压缩变形趋势相反,而工程降水引发了邻近地铁隧道的差异沉降。

上海市地下水可开采量模型计算及预测

本文利用非稳定准三维水流——一维沉降耦合数学模型,采用有限元数值解,以上海行政区为计算区域,对1981—1992年地下水采灌量、水位及土层变形量等实测资料进行数值模拟,利用1993—1998年实测资料对模型进行检验,表明所确定的数学模型是合理可信的。利用该模型计算了地下水可开采量及地下水流场和地面沉降的预报。

论地下水超采与地面沉降

地面沉降是地面高程缓慢降低的环境地质现象,严重时就会演变成一种地质灾害。造成地面沉降的原因有天然和人为因素,常见的地面沉降绝大部分属于人为因素。由于地下水过量开采,从而造成地面沉降变形、出现裂缝、导致地面建筑物破坏等,影响人们的正常生活,危害巨大。控制地面沉降主要因素在于加强地下水资源的管理,科学合理开发利用,建立区域地面沉降模型,预测不同地下水开采方案和开采量所可能带来的沉降量,优化最佳开采量,有效防控地下水超采引起的地面沉降。

华北平原地下水位驱动下的地面沉降现状与研究展望

华北平原年地面沉降量大于50 mm的严重区面积超过全国总量的80%,防治形势严峻,需要开展有针对性的研究,为有效防控地面沉降提供科学依据。华北平原建立了较完善的地面沉降监测网络,基本掌握了地面沉降现状及演化规律,但受华北平原含水层系统影响因素复杂与时空变化大等因素制约,对地下水位变化驱动下的土层变形特征及其机制研究迄今仍比较薄弱,限制了对地面沉降发展趋势的科学研判和预测预警。在总结国内外地面沉降研究进展、基于高时空分辨率监测数据分析华北平原地面沉降现状和发展趋势的基础上,提出了地下水位变化影响下的地面沉降研究方向。目前,华北平原地面沉降出现减缓态势,天津、沧州、衡水等重点城市主城区地面沉降得到有效控制,但华北平原尤其是河北平原地面沉降总体上仍然处于较快发展阶段,主要原因是农业灌区地下水开采得不到有效控制。未来华北平原地面沉降研究应聚焦地面沉降机理和预测预警、地下水位回升驱动下的土层变形规律及其对环境的影响、地面沉降区地下水资源属性及地热开发与地面沉降关系等方面。