含水松散层固结对地表沉陷影响的数值分析

为了研究含水松散层固结对地表沉陷的影响,基于固结沉降量对预计参数确定的重要性,分析了影响含水层固结的因素,包括渗透系数、松散层厚度、采动程度和采煤方法.在分析现场实测资料的基础上,采用FLAC3D流-固耦合计算的方法,对覆岩内部位移场和渗流场进行了分析,研究了含水层固结压缩对地表沉降的影响.结果表明不考虑冲积层含水时,地面最大沉陷值为1220mm,考虑冲积层含水时,最大沉陷值为1306mm,下沉量增加86mm.地面沉陷盆地的外缘,沉陷量显著增加,增加量为160mm,最大沉降增加量为7%;走向方向和倾向方向松散层含水条件下均比不含水条件下水平移动量大,走向方向最大相差122 mm,倾向最大相差105 mm.     

PTS采动沉陷模型研究

在厚积冲层条件下，采动沉陷盆地基岩上表面形成的下沉空间可以认为是采空区向上传播的结果，也是地表得以下沉的必要条件，由于冲积层结构松散，抗弯能力低，与基岩相比，属于软弱层，而基岩对整个上覆岩层的移动变形及破坏过程起着控制作用，因此，基岩可 地表沉陷的控制层，本文采用不同的思路和方法来建立厚冲积层条件下的采动沉陷的控制层。本文采用不同的思路和方法来建立厚冲积层条件下的采动沉陷模型，并推导出了计算公式最     

复合岩层采动沉陷理论研究

在厚冲积层条件下，冲积层和基岩作为两种不同的介质，其岩性和结构各不相同，在建立采动沉陷模型时，应当把它们作为两种不同的介质处理，合理地考虑冲积层和基岩对地表移动的综合影响。本文分别对冲积层和基层的移动特征作了理论上的探讨，并利用力学理论建立了复合岩层采动沉陷预计模型。     

复合岩层采动沉陷理论研究

在厚冲积层条件下，冲积层和基岩作为两种不同的介质，其岩性和结构各不相同，在建立采动沉陷模型时，应当把它们作为两种不同的介质处理，合理地考虑冲积层和基岩对地表移动的综合影响。本文分别对冲积层和基层的移动特征作了理论上的探讨，并利用力学理论建立了复俣岩层采动沉陷预计模型。     

PTS采动沉陷模型研究

在厚冲积层条件下，采动沉陷盆地中基岩上表面形成的下沉空间可以认为是采空区向上传播的结果，也是地表得以下沉的必要条件。由于冲积层结构松散，抗弯能力低。抗剪强度也小，与基岩相比，属于软弱层，而基岩对整个上覆岩层的移动变形及破坏过程起着控制作用，因此，基岩可认为是地表沉陷的控制层。本文采用不同的思路和方法来建立厚冲积层条件下的采动沉陷模型，并推导出了计算公式最后用实例进行了验证。     

采动区桩基负摩阻力数值模拟分析

利用地表沉降规律和概率积分法对地表土体的沉陷预计,建立与理论相符合的有限元模型。对地表土体的沉陷模拟知,采动桩基负摩阻力是由桩底土体首先发生沉降而引起的,这与天然地基土条件下桩基负摩阻力的产生机理不同;对桩顶进行逐级加载分析表明,桩顶荷载对采动区桩基中性点位置有较大影响,随着桩顶荷载的增加,采动区桩基中性点位置逐渐下移。     

上海地区基坑地下水控制及真空混合管井的应用

针对上海地区具有潜水及承压水,深基坑地下水控制时,通常布置疏干井及降压井,以疏干潜水及降低承压水水头的现象,引入"真空混合管井",通过辅助真空,将降水井设计成疏干、降压混合井,既能排出潜水起疏干作用,又能降微承压水起降压作用。阐述了上海地区地下水控制理念,并采用全封闭式竖向帷幕+真空管井降水方法。以上海古北某基坑工程为例,建立基坑降水数值模型,利用Visual modflow软件,计算微承压降压井数量;真空混合管井74口,降压井4口。采用Visual modflow、天汉软件预测了降深及降水引起的地表沉降。水位监测结果:基坑内微承压水均在基坑底1.0m以下,满足施工要求,基坑外水位为平缓状,有效控制了降水引起的地表沉降。该方法减少了微承压含水层内的降水井数量,效率提升。     

基于现场抽水试验的水文地质模型合理概化

水文地质模型概化直接影响了含水层参数反演的准确性和地下水流动模拟的合理性。由于场地水文地质条件的复杂性给计算模型的概化带来困难,直接影响场地地下水流动的合理计算分析,基于南京地铁行知路站的水文地质条件和现场抽水试验,将场地含水层系统分别概化为承压含水层、越流承压含水层、潜水含水层三种理想的水文地质模型,根据现场单井抽水试验的抽水和回水降深数据,采用标准曲线拟合法反演了水文地质参数。通过实测降深值与模型理论值的对比分析表明,越流承压含水层模型是行知路站抽水试验场地适用的水文地质模型,较好地描述了场地含水层系统的地下水流动特征,复杂水文地质条件的合理概化有助于含水层参数反演精度的提高和地下水流动的合理模拟。     

地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应

针对地下构筑物改变了地下水渗流条件这一问题,建立三维有限元模型.该模型是地下水渗流与地面沉降计算的一体化模型,采用该模型分析地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应.该方法在地下水渗流计算中考虑三维地下水渗流,在土体固结计算中采用基于Terzaghi固结理论的一维固结方法.结果表明,地下构筑物对地下水及地面沉降的影响程度与构筑物在含水层中的埋置深度及挡水宽度有关.地下构筑物的埋置深度越深,抽水侧水位降深及沉降量越大.构筑物对水流的阻挡宽度越大,对地表沉降的影响越大.     

侧限条件下非饱和土增湿压缩试验研究

采动区建筑物局部地基增湿可减缓地表曲率变形,为研究非饱和土体增湿过程中的压缩变形规律,对侧限条件下不同初始含水量、荷载作用和渗水点位置等影响土体增湿压缩变形的因素进行了室内试验研究.试验结果表明,施加载荷和渗水点位置对土体渗水量和渗水速度有影响.在荷载作用下,非饱和土体增湿过程的压缩量与土体初始含水率、增湿时间、渗水量以及渗水点位置有密切关系.初始含水率越大土体增湿变形开始的时间越短;增湿时间越长,渗水量越多,施加载荷越大,土体的最终变形量越大;渗水点越接近载荷施加面,增湿变形的效果越显著.增湿变形具有3个阶段和可控性,研究结果对消除采动地表曲率变形对建筑物影响和建筑物结构纠偏等具有理论和实践指导意义.     

采动引起的地表变形对框剪结构的影响

利用通用有限元计算软件ANSYS进行分析,采用固定支座模型,人为地给柱脚支座以支座沉陷,以此模拟不均匀沉降.对框剪结构在采动引起的3种不同地表变形作用下进行了计算,得出了结构在不同地表变形作用下,上部结构内力的变化及分布规律.为研究采动影响下地表变形对建筑物的影响提供参考.     

渗流井合理竖井降深确定

通过采用单位面积河流在单位水头差作用下的渗漏量来表征河流渗漏能力,建立渗流井取水理想模型,分别计算了在不同河流渗漏能力和含水层渗透性能条件下,竖井降深对渗流井出水量的影响。建立渗流井取水非稳定流模型,计算了在前期稳定竖井降深不同条件下,河流断流后渗流井出水量衰减过程及竖井降深发展过程。提出渗流井合理竖井降深应根据河流与地下水是否脱节以及含水层渗透性能,在岸边渗流井中部及一侧各布设一个观测孔,根据观测孔水位进行确定。对于含水层渗透性能较强地区,渗流井竖井降深应使得渗流井范围内地下水位与河流脱节,但高于辐射孔顶面;对于含水层渗透性能较差地区,渗流井竖井降深应使得侧部观测孔水位接近河床底面或刚出现脱节。     

止水帷幕环保效果的影响因素分析

基于Biot固结理论并采用COFIST有限元程序,探讨了止水帷幕插入深度和地基参数等因素对环境保护效果的影响.通过平面应变模型的数值仿真,结果表明:止水帷幕打设深度越大,则坑外地表最终沉降和最终水位降深就越小;止水帷幕对于减小水位降深的效果要优于减小坑外地表沉降的效果;地基渗透系数的大小不影响最终沉降,地基弹性模量的大小不影响最终水位降深等.为提高分析结果的准确性,工程应用中应当重视基坑周围土体渗流场边界条件的准确确定.     

FLAC3D在张集煤矿开采沉陷预测中的应用分析

利用FLAC~(3D)数值分析软件,分析了高潜水的张集煤矿巨厚松散层下12171工作面重复开采对上部17278工作面移动变形区的走向位移、垂直应力分布和塑性破坏区的影响。分析结果表明:数值模拟结果与实测数据基本相符;多煤层重复采动地表下沉具有特殊性,下沉量相比于初次采动是逐渐增大的,随着重复采动次数的增加,下沉量逐渐趋于稳定;同时随着工作面累计推进距离的增加,地面沉陷范围逐渐增加,并形成塌陷盆地;两工作面顶板围岩以剪切破坏为主,局部发生拉伸破坏。     

基坑群深层承压水降水及地层沉降的数值模拟

目的研究软土地区基坑群施工遭遇深层承压水的问题,找出降水后的地层沉降规律.方法以上海市轨道交通换乘枢纽汉中路车站为工程背景,基于多层土地下水分布规律,利用岩土数值分析软件Geo Studio2007,对深层承压水降水的现场运行工况进行模拟.结果分析得出基坑群深层承压水降水后水位分布及其引起的地层沉降规律,并与现场实测数据进行了对比验证.结论承压含水层的上覆土层是否发生压缩变形,与含水层上部相邻土层的透水性密切相关;基坑围护结构对于地表沉降存在隔断作用,表现为围护结构两侧地表沉降值呈现突变;相邻基坑围护结构有利于地表沉降的收敛,一定程度上控制了地表沉降;基坑之间地表沉降呈现线性变化的特点.     

潜水地区基坑降水诱发地面沉降的一种改进算法

针对潜水地区的基坑工程中抽降潜水会引发周围土体沉降,带来一系列的工程事故问题,忽略群井效应后基于裘布依假设求出基坑降水后井周地下水位的降落漏斗曲线方程.引入疏干带非饱和土体的有效应力原理,同时考虑降水产生的渗流力而引发的最终附加应力在水平方向上存在分量,采用分层总和法分别计算水位降落漏斗曲线上下疏干土与饱和土各自的竖向沉降量,叠加后得到抽降水后井周地表的最终总沉降量.通过数值模拟计算并结合具体的工程实例监测数据进行对比分析.研究结果表明,提出的改进计算方法具有较高的工程实用价值.     

赵固二矿岩移参数反演拟合及工作面开采方案优化

针对赵固二矿在厚松散层大采深条件下缺乏准确的地表岩移参数问题开展研究,首先,通过建立地表移动变形观测站获取实测数据,采用自主开发的移动变形破坏程度预计的综合评价计算程序对实测数据进行反演分析,得到该地质条件下的岩移参数;然后,利用概率积分法预计出14030工作面各开采方案的地表移动变形值;最后,根据预测结果划定出地表村庄的损害等级影响范围,确定最优开采方案。结果表明,厚松散层大采深条件下开采地表反映强烈,影响范围远,下沉系数达到1,松散层移动角为46°,基岩移动角为68°,拐点偏移距偏小,呈负值,为-33 m,采深时间岩性系数为2.85,受松散层失水固结沉降影响,水平移动系数为0.4。研究结果用于指导生产实践取得了良好效果,且对赵固二矿合理留设村庄保护煤柱有重要参考价值。     

济南承压含水层场地单井常压回灌试验研究

单井常压回灌特性作为地下水回灌的一项基础研究内容,对其研究的成果将为基坑降水回灌及地下水资源保护提供有力的技术支持。文章针对济南典型多层承压含水层的非均质场地,通过不同的回灌布置方式,进行单井回灌的常规和精细试验,获取真实场地条件下回灌井内动水位水头差、日回灌量、观测井水位变化等试验数据,并分析单井常压回灌能力和影响范围的理论与试验结果。结果表明:承压含水层单井回灌量与井内稳定水头差呈线性上升趋势,同时当回灌量增大到一定程度,井内稳定水头差增长趋缓,实际与理论计算的水头差差距增大;同场地条件下单井常压回灌量约为抽水量的30%～50%,常压回灌效率较低;实际回灌影响半径远小于理论计算值。     

南京长江4桥北锚碇沉井的排水下沉分析

结合南京长江4桥北锚碇沉井的施工特点,在现场抽水试验基础上,综合确定了沉井排水下沉期间的渗透系数,由此理论计算单井出水量、总涌水量等并进行排水设计,实际涌水量略大于理论值;根据有效应力原理,认为沉井降水对潜水含水层的影响很小,沉降主要由承压水含水层压缩引起,由此得到的沉降曲线与实测结果总体吻合较好。     

开滦矿区厚松散层地表岩移参数规律研究

为了揭示厚松散层、岩层与地表移动的内在机理和规律,丰富和发展开采沉陷理论,应用数理统计原理整理和分析了大量的实测资料,采用概率积分法和最小二乘原理进行拟合求参,分析总结了相应的角量参数、概率积分法预计参数规律以及中采深厚松散层的特点.利用多元回归分析,得出了同一矿区虽然采厚变化不大,但松散层厚度对边界角、移动角的影响较为显著,且边界角和移动角相差很大,甚至可达20,°最后总结了目前控制和减轻地表沉陷的主要技术途径.这对研究开滦矿区厚松散层条件下地表岩移规律和开采沉陷问题具有重要指导意义和应用价值.