淮北城镇地下水开采地面沉降InSAR监测研究

长期超量开采地下水是打破地下水循环平衡,导致地下水位快速下降,引发地面沉降灾害的重要因素。本文以淮北平原地区的临泉县为研究对象,采用SBAS-InSAR技术监测该地区2018年1月20日至2019年12月29日期间的地面沉降,获取了该地区空间连续的地面沉降场,分析了地下水开采对地面沉降时空特征分布的影响,研究了地面沉降与地下水之间的相关性。结果表明,监测期间临泉县城区各区域均发生了不同程度的地面沉降,最大沉降速率达56mm/yr,最大累计沉降量超过110mm。对该区域的研究分析发现,在沉降严重的区域周围有大量采水井分布,而无采水井分布的区域沉降情况则相对轻微,表明该地区地面沉降受地下水开采的影响较为显著。研究区域内的形变分布特征与影响因素分析可为地下水的合理开采与利用提供参考信息。     

京沪高铁沿线某地地下水开采与地面沉降关系分析

 京沪高速铁路沿线地面沉降除受软土本身性质影响外,主要受沿线地区长期过量开采地下水的影响。结合DInSAR与地面精密水准测量结果,选取京沪高速铁路天津段西青区杨柳青镇沉降异常区(火电厂深部抽水井所致)为研究区域,通过分析抽水井所在部位地质结构和水文地质条件,建立水文地质概念模型,采用Visual Modflow软件对研究区地下水位变化进行数值模拟。在此基础上,结合该地区地面沉降量与地下水位变化间的相互关系,计算出不同开采量、开采时间下的地面沉降量,得出京沪高速铁路穿过部位的沉降量预测,为高铁安全运营采取处理对策提供依据。     

基于GMS的场地基坑降水数值模拟研究

本文基于上海某项目场地抽水试验,通过分析场地水文地质和工程地质条件,采用GMS数值模拟软件建立该场地地下水三维渗流与地面沉降耦合模型,通过拟合水位和沉降观测孔数据对模型进行识别验证,获取了修正后的水文地质参数。用此模型预测了基坑降水方案实施一周后场内地下水稳定水位以及抽水三个月后引起的周围土体沉降空间分布,并通过分析比较计算出了该基坑降水方案下防渗墙的最优设计深度,为降水方案的可行性评估和优化设计提供了科学依据。     

北京地铁16号线对周边环境影响分析

本文以北京地铁16号线建设为例,初步分析了地铁建设及运营期间对周边环境可能产生的几种影响,如降水引起的地面沉降、地铁施工导致的水质环境恶化、地下水流场和水位变化以及地铁对沿线水源三厂、四厂保护区的影响等方面,并针对每种情况采用定性与定量相结合的手段展开分析,以期合理地评判出地铁建设及运营对周边环境的影响。研究表明:16号线沿线以卵石层为主,基坑降水所导致的地面沉降相对较小;地铁建设过程中必然会对地下水水质产生一定影响,因此必须规范施工,将对地下水水质的影响降低到最小;地铁施工期间,基坑降水影响范围内存在部分开采水源井,考虑到沿线含水层以卵石为主,渗透性好,降水停止后水位恢复较快,因此认为地铁施工会对水源保护区产生暂时性影响;地铁运营后,相当于在原有地下水环境中设置了隔水帷幕,这种对地下水的"拦截"作用必将导致迎水面地下水位抬升和背水面地下水位的下降,但是不论升降,变化幅度都不是很大,且离地铁越远,地下水状态受影响越小。     

基坑开挖中地下水抽取对周围环境的影响分析

深基坑工程中,地下水的渗流将会使基坑周围形成降水漏斗.随着开挖的进行,地下水自由面不断下降,从而使坑外土体的有效应力增加,墙后土体将发生不均匀沉降.为分析基坑开挖过程中,周围土体的沉降及地下水位的变化,对基坑建立三维有限元分析模型,这是一个地下水渗流与地面沉降计算的一体化模型.利用该模型分析了在软土地区深基坑开挖引起地下水渗流场的变化.结果表明,地下水头计算值与工程现场的实测值吻合,此方法可以较好的模拟实际工程.还用该模型分析了基坑开挖地下水抽取引起的地面沉降问题.     

上海陆家嘴地区回灌试验分析

地下水回灌试验表明地下水水位对地面沉降有直接的影响,当进行地下水回灌时,地下水位逐渐回升,地面产生回弹。地面沉降规律与地下水水位变化较为一致,水位回升越大,地面回弹也越大。地面沉降和回弹较地下水水位的变化有一定的滞后性。地下水水位的变化与所在点周围的地面沉降具有较好的时空对应关系。基坑降水设计可采取地表水回灌措施有效抑制地下工程施工过程中因工程降水引起地下水变化引起的地面沉降,基坑降水中选择坑内降水井抽出的地下水对坑外回灌井通过密闭管道在还原环境下实施回灌。     

北京东部区域地下水位变化特征及其对地面沉降的影响研究

基于大量地下水位与地面沉降的历史监测数据,对北京东部地面沉降区第四系含水层多年的水位变化特征及其与地面沉降发展的相互关系进行分析。研究表明:1998年以来,研究区第3、4层地下水超采比较严重,是主要的地下水开采层,目前这两层地下水的降落漏斗都在管庄—通州一带;研究区地下水位变化、地下水开采强度的分布以及开采深度的变化都与地面沉降的发展具有较强相关性,地下水的开采是引起该区域地面沉降的重要原因;受地下水开采深度的影响,研究区的地面沉降在逐渐向深部发展,而且深部地层的压缩有逐渐增大的趋势。     

基于MODFLOW的地下水渗流与地面沉降耦合模型工程应用一例

随着我国基础建设的迅猛发展,特别是城市轨道交通工程大规模建设,出现了大量的深基坑工程,如果基坑开挖深度超过该区的地下水位则需要首先采取地下水的控制措施,工程降水是地下工程施工中常采用的地下水控制方法,大量抽取地下水必将导致地面沉降的发生,本文以天津站交通枢纽工程后广场工程为依托,以水文地质试验为基础,辅以孔隙水压力监测及变形监测,应用MODFLOW软件,建立基坑地下水渗流模型与地面沉降的数学耦合模型,并根据现场试验资料,反演识别了模型中的有关参数,对降水引起的水位变化进行模拟预测,对可能产生的地面沉降进行定量评估,以更好的指导基坑工程降水。     

水井抽水引起地基沉降的离心模型试验研究

地下水的开采是引起地面沉降的重要因素之一.通过离心模型试验研究抽水引起的地基变形.研制一套离心场中地基抽水的模拟和测量系统.进行离心模型试验,测量抽水过程中粉土地基孔隙水压力和沉降的变化及分布规律,探讨渗透作用对地面沉降发展规律的影响.试验结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势.在地下水开采过程中,地基侧向变形也是引起地面沉降的重要影响因素.地基渗流场变化强烈的发展阶段对于地基沉降的影响值得关注.     

虎林灌区地面沉降数值计算与分析

针对鸡西虎林灌区地下水开采过量引起地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,结合土体的非线性流变理论,采用三维有限差分软件Processing Modflow,建立了地下水-地面沉降三维全耦合数值模型,运用参数修正后的模型对区域地下水位及地面沉降机理进行了分析及沉降预测。结果表明,整个应力期地面沉降与地下水位变化呈正相关,变化趋势同步性,土体只发生部分回弹变形,存在残余变形;渗透系数,孔隙比及泊松比与地面沉降变化呈正相关性,变化趋势相同,先减小后增大,而后趋于稳定;压缩系数与水位变化呈负相关,参数变化趋势滞后于水位变化;预测到2016~2025年地下水位与地面沉降速率逐步减缓,至2025年中心区地面年均沉降速率已基本上低于15mm/a。