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承压含水层局部降压引起土体沉降机理及参数分析
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU46[建筑科学—结构工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学), [2]天津大学建筑工程学院, [3]天津大学力学系
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB732106);天津市科技计划项目(11ZCGYSF00800)
中文摘要:

在天津地区几个场地开展了承压含水层抽水试验,观测到承压含水层局部降压过程中其上覆土体出现'上小下大'的沉降规律,其下卧土体出现隆起现象。采用考虑降水井瞬态降水的三维流固耦合数值模型的分析进一步表明,承压含水层局部而不是大面积降压过程中其上覆弱透水土层在没有产生明显水位下降时,可产生'土拱效应',土拱区内部土体出现附加拉应力,进而发生张拉变形;而承压含水层下卧土体的隆起则是由于下卧弱透水层中地下水向上渗流产生的渗流力所致。进一步地分析了不同竖向补给条件及不同场地条件的承压含水层长期局部降压过程中土体沉降规律,揭示了不同情况下承压含水层局部降压引起的土体最大沉降位置。不论承压含水层竖向补给条件如何,不论承压含水层短期降压还是长期降压,当上覆弱透水层的渗透系数在其特征范围内变化时,对承压含水层进行局部降压,其上土层中最大沉降位置均出现在有水位降深的土层顶板处。由于分层总和法不能考虑成层土中承压含水层局部降压时其上弱透水土层的空间效应,若基于单井或小范围群井抽水试验反演沉降经验系数,并采用分层总和法分析不同深度土层沉降时,将导致承压水局部降水引起的地表以下土体的沉降被低估。

英文摘要:

By carrying out the in-situ pumping tests on confined aquifer in Tianjin, it is found that the settlement of soils of overlying confined aquifer gradually increases up to down during local relieving, meanwhile, heave appeares in underlying soils. Further analysis, by using three-dimensional fluid-solid coupling numerical model, indicates that the soil-arch effect will form in soils, which has no drawdown and overlies confined aquifer during its local relieving, in the meantime, the additional tensile stress and tensile deformation appeare there, and moreover, the seepage force is the reason why the soils underlying the confined aquifer heave. Furthermore, the law of ground movement induced by long-term local pressure-relief of confined aquifer under different water supplies and site conditions is studied, and the location of the maximum soil settlement under each condition is obtained. The maximum soil settlement appears at the top of stratum which has drawdown under arbitrary water supply conditions, relieving time and permeability ranges of the overlying aquitard. Because the spatial effect of the overlying soils of confined aquifer induced by local pressure-relief of the confined aquifer cannot be taken into account using the layering summation method (LSM), it will underestimate the settlement of soils below the ground surface during its relieving if LSM is adopted based on the settlement correction factor derived from the pumping tests.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826