地下水水位、地面沉降及地裂縫活動在時間發(fā)展上存在著密切的聯(lián)系,同時也存在著差異。以西安地區(qū)為例,地下水過度開采引發(fā)地面沉降和地裂縫活動,地下水停采后,開采層位孔隙水壓力回升,但地面沉降和地裂縫活動沒有停止,而是持續(xù)了相當(dāng)長一段時間。本文通過數(shù)值模擬的研究方法,基于弱透水層釋水及形變的滯后性,對地面沉降和地裂縫活動的滯后效應(yīng)展開研究。本文首先根據(jù)Terzaghi一維固結(jié)方程,采用解析法對多層含水層系統(tǒng)中弱透水層釋水及形變的滯后性展開研究;然后構(gòu)建多層含水層系統(tǒng)沉降模型,模擬地下水開采及停采過程中,各含水層內(nèi)部孔隙水壓力與土體形變特征,對地面沉降滯后效應(yīng)機理進行研究;接下來根據(jù)弱面滑移理論,采用解析法對地裂縫兩側(cè)土體相對滑移特征進行求解,并分別采用接觸面法和弱化薄層法對地裂縫進行模擬,確定合理的地裂縫模擬方法;最后將沉降模型和地裂縫模型相結(jié)合,依據(jù)Biot固結(jié)理論,構(gòu)建地裂縫發(fā)育的多層含水層系統(tǒng)流固耦合模型,對地裂縫的滯后效應(yīng)機理展開研究,并對影響地裂縫活動的諸多因素進行分析。主要結(jié)論如下:弱透水層靠近開采層位的部分最先壓縮釋水,遠離開采層位的部分壓縮釋水存在滯后性。不同的邊界條件對弱透水... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

西安地區(qū)斷塊掀斜模型（張家明，1990）

2圖 1-2 西安地區(qū)地下水開采激發(fā)地面不均勻沉降示意圖（Peng et al.，2016）為了研究含水層水位、地面沉降及地裂縫活動之間的關(guān)系。本文將采用數(shù)值模擬的方法模擬地下水開采及停采過程中，地面沉降和地裂縫活動特征，分析地下水停采后的滯后效應(yīng)機理。1.2 地下水開采引發(fā)地面沉降研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)外地面沉降概況地面沉降早在 18 世紀(jì)的墨西哥城和日本新瀉被發(fā)現(xiàn)，這是人類對地面沉降這種地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)最早的記載，由于當(dāng)時的沉降量非常小，并未對人類活動產(chǎn)生影響，所以未能引起重視（Ortega-GuerreroAetal.，1999；董國鳳，2006）。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和快速城市化，人類對地下水的開采強度日益增加，地面沉降地質(zhì)災(zāi)害問題日益突顯。到上個世紀(jì) 30 年代，一些濱海城市，如美國長灘市、日

圖 1-3 有效應(yīng)力原理示意圖設(shè)條件是總應(yīng)力保持不變，且滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)不是實際情況中，隨著孔隙水壓力的變化，總應(yīng)力不系數(shù)也在土體壓縮的同時發(fā)生變化。Barron R A（論的基本假設(shè)，在考慮滲流為等向性的情況下, 一維型。Gibson R E et al.(1982)考慮土骨架壓縮過程對滲響提出了非線性壓密理論，對滲透系數(shù)和土體壓縮系慮了流體可壓縮性，通過傳統(tǒng)的 Terzaghi 固結(jié)理論和推導(dǎo)出 Terzaghi-Jocob 單向固結(jié)的二維、三維地下水考慮到深厚軟土地基或超軟土地基上的建筑物或構(gòu)筑下會產(chǎn)生較大的變形，因此將 Terzaghi 固結(jié)理論擴結(jié)理論。馬崇武等（2007）考慮土層埋深對有效應(yīng)力ghi 非線性固結(jié)方程進行修正，并用有限體積法進行了

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]水位變化引發(fā)的土層耦合固結(jié)變形理論研究[D]. 黃大中.浙江大學(xué) 2014
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[3]考慮地下構(gòu)筑物對地下水滲流阻擋效應(yīng)的地面沉降性狀研究[D]. 許燁霜.上海交通大學(xué) 2010
[4]西安市地下水開采—地面沉降數(shù)值模擬及防治方案研究[D]. 萬偉鋒.長安大學(xué) 2008
[5]地面沉降預(yù)測模型及應(yīng)用研究[D]. 董國鳳.天津大學(xué) 2006

碩士論文
[1]地面沉降對地鐵隧道影響機制的模型試驗研究[D]. 苑藝.長安大學(xué) 2014



本文編號：3248043