水,是生命之源。改革開放以來,我國年均地下水開采量超25億m3,全國目前有約400多個城市在開采利用地下水,占到城市使用淡水總量的30%以上,其中在西北、華北等部分地區(qū)占比高達70%以上,不合理的地下水開發(fā)利用導致在全球范圍內形成地面沉降并衍生出系列生態(tài)環(huán)境問題。加強對地下水開采導致地面沉降的機理及規(guī)律研究,有利于完善和推動地面沉降領域的理論發(fā)展,掌握土體變形及地面沉降對不同地下水開采條件的響應規(guī)律,提出科學合理的地下水開采方案,對保證國民經(jīng)濟社會健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。本文在山東省國土資源廳地面沉降監(jiān)測與防控項目資助下,開展了地下水開采導致地面沉降的全過程分階段理論分析,研究了地下水開采條件下土體變形及地面沉降的相似準則;設計研發(fā)了一種考慮地下水環(huán)向補給及采水井結構的開采承壓水引發(fā)地面沉降物理模型試驗系統(tǒng)和試驗方法,并進行了一系列不同條件下的物理模型試驗;分別開展了采水條件下含水層砂土的細觀結構演化試驗和固結條件下粘土的微觀結構電鏡掃描試驗,并分別對其進行了結構參數(shù)量化及宏細觀參數(shù)相關性分析;基于多孔介質流-固耦合理論研究了地下水開采條件下土體變形及地面沉降的時空演化特征及分布... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：209 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１地下水開采導致地面沉降示意圖ｔ３］??Ｆｉｇ．１．１?Ｌａｎｄ?ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ?ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ??

超過８０％的地面沉降是地下水超采導致。另外??在意大利的拉文納、日本的東京、大阪和新瀉等地區(qū)、泰國的曼谷地區(qū)、印度尼??西亞的雅加達等地區(qū)也都相繼發(fā)現(xiàn)了地面沉降現(xiàn)象。分析可以發(fā)現(xiàn)，全球范圍內??的地面沉降現(xiàn)象主要集中于經(jīng)濟發(fā)達且人口密集、對地下水資源需求程度較高的??新近沉積平原或較大河流流域地區(qū)，從而形成了地下水資源需求程度與地面沉降??防控之間的矛盾愈發(fā)突出。??ｉｓ??ｔ?．－ｉ．?＇？?＾??決北平欲??—洗臟?，ｌ??Ｕ，…讀?．．．??＊?－ｙｍｓ??圖１．２全國主要地面沉降區(qū)分布圖??Ｆｉｇ．１．２?Ｍａｉｎ?ｌａｎｄ?ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??２０１２年，國務院在《全國地面沉降防治規(guī)劃（２０Ｕ－２０２０年）》中將長江三角??洲地區(qū)、華北平原地區(qū)和汾渭盆地作為主要目標區(qū)，實施地面沉降調查、監(jiān)測、??地下水監(jiān)測控采、地面沉降防治技術創(chuàng)新的四大工程，以期通過全面推進重點地??區(qū)的地面沉降防治工作，盡可能降低地面沉降災害帶來的經(jīng)濟損失。２０１６年１２??月，國土資源部頒布了《全國地質災害防治“十三五”規(guī)劃》，其中明確指出將來??一段時間，地質災害仍將高發(fā)頻發(fā)，相應防治工作依然嚴峻，并將華北平原地區(qū)??列為全國地面沉降重點防治區(qū)，范圍包括以北京、天津、滄州、德州等城市和農??業(yè)區(qū)為代表的重點區(qū)域。??因此，要平衡地下水資源需求與地面沉降防控之間的矛盾，探尋地下水開采??與地面沉降防控的最優(yōu)解決方案，應統(tǒng)籌考慮地下水開采條件與地層結構性質兩??者間的耦合作用關系，需要研究不同地下水開采條件下地面沉降發(fā)生機理及發(fā)展??演化規(guī)律，掌握地面沉降演化趨勢與地下水

及演化規(guī)律?ｕ值各似々折?防控方案ｉ?ｉ??Ｉ?＾?ｔｌ！?似準則?＾＿＿＿Ｊ?｜??Ｉ?：．．：：ｅ：：：＂＾???Ｉ??研?「一???？?—?—?—?一?Ｗ一二一．一?４??——??二?一?ｊ??％?揭示地Ｆ水殲采導致地面沉降全過程宏細觀機理、層間耦合響應及傳遞規(guī)律，Ｉ??＾?？ｎ?提出針對性地下水開采方案及地面沉降防控措施?Ｉ??果?Ｌ?Ｉ?Ｊ??Ｋ?成?４－－???丨雲(yún)…＇—…地ＨＥｆ致地？沉啊￥￥的？：防控—―，??圖１．４技術路線圖??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??２１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于三維流-固耦合模型的油井出砂細觀機制研究[J]. 劉先珊,許明.  巖土力學. 2013(08)
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博士論文
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[5]黃河三角洲地區(qū)地面沉降時空演化特征及機理研究[D]. 劉勇.中國科學院研究生院（海洋研究所） 2013
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[7]地下水滲流環(huán)境改變引起含水層變形的機理及計算方法研究[D]. 馬磊.上海交通大學 2012
[8]考慮地下構筑物對地下水滲流阻擋效應的地面沉降性狀研究[D]. 許燁霜.上海交通大學 2010
[9]結構性軟土蠕變特性及擾動狀態(tài)模型[D]. 張先偉.吉林大學 2010
[10]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 2008



本文編號：3274900