地下构筑物挡水效应对地表沉降参数敏感性影响分析

发布时间：2025-04-27 03:00

　　 以比奥固结理论为基础,建立设置挡水构筑物与否的多种工况下的地面沉降有限元模型。计算分析开采不同含水层时地表沉降的特征,在此基础上设置逐渐深入地下的挡水构筑物,分析其挡水效应对抽水引起的地面沉降的影响。以最大地面沉降为指标,结合MATLAB编程计算,比较土体随机变量分布参数相对敏感性大小,并分析挡水构筑物对土体参数敏感性和结构可靠度的影响,最终加以公式推导验证参数敏感性的变化。结果表明:在边界不透水的情况下,开采含水层越深,地面沉降量越大,且挡水构筑物入深增大,最大沉降量和沉降差均增大;但是随着挡水构筑物深入地下,挡水构筑物两侧的地面沉降规律有所不同,开采井一侧为逐渐增大,另一侧足够远处为先增大后减小,沉降量变化幅值较小。影响地面沉降的土体参数按敏感性从大到小排序依次是弹性模量、渗透系数、泊松比、密度、内摩擦角,其中内聚力和孔隙比敏感性极小;分析挡水构筑物的设置对各参数敏感性的影响可知,土体渗透系数和与侧摩阻力正相关的参数(即泊松比、内摩擦角、内聚力)敏感性增大,其余参数敏感性减小,因此在分析地面沉降时,应适时考虑侧摩阻力的影响。地下挡水构筑物的设置和考虑弹性模量与渗透系数的正相关性计算...

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【部分图文】：

图1 计算模型示意图

1.2抽水沉降的几何模型考虑多层含水层和弱隔水层时的计算模型如图1所示,由于一般情况下,地下土层一般为隔水层与含水层互层,由于出于规律性研究的考量,选取的土层不宜过少,但太多亦意义不大,结合文献[10,15],分析模型由含水层与弱隔水互层的11个土层组成。出于定性研究的目的,地....

图2 不设置挡水构筑物时土体沉降云图

由图2为不设置挡水构筑物时土体沉降云图,计算结果如图3,在没有挡水构筑物的情况下,抽取地下水引起的地面沉降量随着抽水层深度的增大而增大,开采第五含水层10a后的最大沉降量达0.4155m,是开采第一含水层10a后最大沉降量的2.61倍。地表沉降较为平缓,沉降差较小,最大沉....

图3 开采不同含水层时地面沉降曲线

图4为设置挡水构筑物时土体沉降云图,计算结果如图5、图6所示:在抽水井处,地面沉降量随着挡水构筑物的深入逐渐增大,当挡水构筑物由未完全深入第二含水层底部的225m处深入到第二含水层底部的235m时,即由部分阻挡到完全阻挡抽水层时,地面沉降增幅最大,增幅达21.73%,其他情况....

图4 挡水构筑物深入到第二含水层底部时抽水

图3开采不同含水层时地面沉降曲线图5设置挡水构筑物一侧不同挡水构筑物入深条件下

本文编号：4041776