抽取地下水引起承压含水层变形的研究

上海地铁隧道纵向变形的影响因素众多,城市地面沉降是其主要因素之一,而抽取深层地下水是引起上海市地面沉降的主导因素。从质量守恒方程出发,建立反映含水层渗流场和变形场耦合的三维应变模型,探讨抽取深层地下水引起含水层形变的机理;运用有效应力理论,推导了承压含水层地下水运动方程,得到承压含水层形变与地下水头降深的关系。

Jacob假定下含水层的储水率及其地面沉降机理意义

通过在Jacob假定下推导储水率与多孔弹性介质的物理力学常参数之间的联系,发现储水率的骨架弹性贡献部分为与时间无关的常数。进一步推导发现地面沉降与地下水头降深之间具有线性关系。其中水头降深是地面沉降的主动因素,足外因;骨架弹性储水率和储水层厚度是被动因素,是内因。三种因素对地面沉降部做正比贡献。对地表某一确定点而言.由于骨架弹性储水率和储水层厚度相对稳定,地面沉降与地下水头降深成正比,地表以下全部垂向形变储水层的综合骨架弹性储水系数为其比例系数。相同的水头降深可以带来不同的地面沉降,也就是说,地面沉降漏斗相对于地下水头降落漏斗可能会有不同程度的偏离,这是由于平面上各点处的垂向压缩土层的厚度及综合骨架弹性储水系数不尽相同所致。地面沉降与地下水头下降之间普遍呈现显著线性相关关系的事实反过来表明,储水层的垂向释水压密变形规律基本符合Jacob假定;其线性比例系数应为地表以下所有形变储水层的综合骨架弹性储水系数。