文档介绍：地面沉降问题的工程地质分析
国名
地点
沉降面积
(km2)
最大沉降速率
(cm/a)
最大沉降量
(m)
发生沉降的
主要时间
备注
州或省市
具体地点
日
本
东京
江东及城北工业区
290
1892-1968
开
发
地
下
水
大阪
1925-1968
九州
佐贺县
白石平原
88
20
1954-1965
尼崎
美
国
加州
圣克拉拉流域
600
21
1915-1967
圣华金流域
9000
1935-1968
洛斯贝诺斯
-开脱尔曼市
2330
40
-1955
邱拉里华兹科
>30
1926-1954
长滩市威明顿油田
32
71
9
1926-1968
开采石油
内华达州
拉斯维加斯
500
1
1935-1963
抽
取
地
下
水
亚利桑那州
凤凰城
310
3
1952-1970
得克萨斯州
休斯顿-
加尔维斯顿
10000
1-2
1943-1969
路易斯安那州
巴吞鲁日
500
1934-1965
墨西哥
墨西哥城
7560
42
1890-1957
意大利
波河三角洲
800
30
>
1953-1960
开采石油
中
国
上海
天津
台湾
市区及郊区
台北盆地
7300
2
1921-1987
1959-1983
1963-
抽
取
地
下
水
表8-1
基本概念及研究意义
主要危害
(1).沿海地区沉降使地面低于海面,受海水侵袭;
(2)一些港口城市,由于码头、堤岸的沉降而丧失或降低了港湾设施的能力;
(3)桥墩下沉,桥梁净空减小,影响水上交通.
(4)在一些地面沉降强烈的地区,伴随地面垂直沉陷而发生的较大水平位移,往往会对许多地面和地下构筑物造成巨大危害;
(5)在地面沉降区还有一些较为常见的现象,如深井管上升、井台破坏,高摆脱空,桥墩的不均匀下沉等,这些现象虽然不致于造成大的危害,但也会给市政建设的各方面带来一定影响。
天津市地面沉降
西安市地面沉降
地面沉降的形成机制
承压水位降低所引起的应力转变及土层的压密
位于末固结或半固结疏松沉积层地区内的大城市,因为潜水易于污染往往开发深层的
承压水作为工业及生活用水的水源。’
在孔隙承压含水层中,抽汲地下水所引起的承压水位的降低,必然要使含水层本身和其上、下相对含水层中的孔隙水压力随之而减小。根据有效应力原理可知,土中由复盖层荷载引起的总应力是由孔隙中的水和土颗粒骨架共同承担的。
由水承担的部分称为孔隙水压力,它不能引起土层的压密,故又称为中性压力,而由土骨架承担的部分则能直接造成土层的压密,故称为有效应力;二者之和等于总应力。假定抽水过程中土层内的总应力不变,那么孔隙水压力的减小必然导致土中有效应力的等量增大,结果就会引起土层成比例的固结。由于区域性地面沉降范围较广阔,压缩层厚度与沉降范围相比较,又相对较小,因此无论从理论或实际应用上,即可以把这类由于抽水引起的地面沉降问题按一维固结问题处理。
以三层结构条件下单层抽水的情况为例,对抽水过程中土层中应力的转变及土层的固结问题进行具体分析。
由于透水性能的显著差异,上述孔隙水压力减小,有效应力相应增大的过程,在砂层和粘土层中的表现是截然不同的。在砂层中这一过程基本上可志着固结进展程度的应力转换线逐渐地向最终边界线坝推进[如图8—5(b)],而达到AB线(与降低后的承压水位相平按的孔隙水压力线)所需的时间,正如模型试验(图8—6)所表明的,拄往需要几个月、几年甚至几十年(取决于土层厚度和透水性)。这样,在承压水位降低后,直到应力转变过程(也就是固结过程)最终完成之前的相当长的一段时间里,粘土层中始终不同程度地存在有高于和新的承压水位