地下水开采导致总应力变化对地面沉降的影响

地下水开采引起总应力的变化特征取决于所采地下水所处的层位。本文以抽取典型多层含水层系统不同层位的地下水为例,分别计算出了潜水含水层、弱透水层和承压含水层中总应力的表达式,得出了抽取不同层位地下水总应力的变化规律,并且根据有效应力原理,分析不同层位的有效应力变化特征,最后结合有效应力与地面沉降量计算之间的关系式,归纳出抽取不同层位地下水时总应力的变化对地面沉降的影响。通过分析得出,抽取承压含水层地下水(仍处于承压状态下),总应力不随抽水发生变化;而抽取潜水层的地下水,总应力是变化的。本文最后通过数值试验的方法验证了抽取潜水含水层中的地下水,总应力随着抽水时间逐渐减小,地面沉降量也会随着总应力的下降而减小。并且计算得出在600天的模拟时期内,总应力变化较总应力不变的情况下,累积沉降量要小将近30%。

考虑基坑降水中总应力与土体参数变化的渗流-地面沉降耦合模型研究

为研究总应力及土体参数变化条件下基坑降水诱发地面沉降的变化机理及计算方法,以西霞院输水及灌区工程渠首倒虹吸段基坑工程为例,构建研究区地下水渗流三维数值模型。采用理论推导与实例分析相结合的方法,对基坑降水过程中的应力、参数及沉降变化进行分析对比,提出考虑总应力及土体参数变化的渗流-沉降耦合模型计算公式及方法,并对不同理论模型下地面沉降的计算结果进行对比分析。结果表明,建立的总应力与土体参数变化的渗流-地面沉降耦合模型沉降计算值最小且与实测值的拟合效果最好,可以合理解释以往研究中沉降计算值都明显大于实测值的现象,更加符合实际沉降过程。研究成果可为类似工程开展地面沉降预测提供参考和指导,具有重要的现实意义。