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非层状空间环境下地面沉降预测模型研究
  • 项目名称:非层状空间环境下地面沉降预测模型研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:40371098
  • 申请代码:D0108
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:李永树
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:西南交通大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

地下工程施工、开发地下资源(包括开采地下水)都会引起地面发生沉降,导致位于地面的城市、交通线路及水体随之沉降。这种工程性沉降问题产生的根本原因在于地下出现了空间,而非层状(即不规则形状)空间环境是一种普遍存在的情况,与层状空间环境的地面沉降机理不同。当地下出现非层状空间环境时,目前还没有实用的地面沉降预测模型,否则,把非层状地下空间简化为层状情形进行处理。本项目基于地下出现褶皱层状空间环境时的地面沉降规律,研究非层状地下空间的表述和处理方法、地下空间围岩破坏机理及地面沉降规律,推导出地面移动与变形预测公式,并探讨地下空间形状与预测参数之间的内在联系。只有这样才能把现行的地面沉降预测方法推广到更加广泛的沉降地区和工程领域,精确地评估地面沉降区建筑物、交通线路及水体的安全性,制定预防和治理沉降灾害的措施,为可靠的地面生态环境保护方法、合理的地下工程施工方案及资源开发设计工作提供科学决策依据。

结论摘要:

地下工程施工、开发地下资源及地下水都会导致地下出现非层状地下空间,引起位于地面的城市、交通线路及水体发生沉降,甚至造成突然坍塌或沿层面滑移等灾害事故。根据随机介质理论,基于褶曲构造地层、任意层状形态空间开挖条件下地面点在任意方向的移动与变形预测方法,并顾及复杂地质和开挖等因素,确定非层状地下空间的表述和处理方法及其投影的基本形状与积分区间,推导出非层状地下空间形状系数及地面沉降预测公式。基于地下空间围岩破坏机理及地面沉降规律,总结出地下空间形状与预测参数之间的内在联系,以及预测参数的变化规律,并推导出计算公式。根据非层状地下空间地层产状及定位特征点数,给出了分析和确定地层构造形态的方法,建立了地面沉降区建筑物安全性及灾害事故的评估方法。由于地面沉降预测公式都是不可积重积分式,采用数值积分方法解算不能求出原函数的方程式和变积分限。利用空间信息技术实现了数据管理、地面沉陷预测和有关参数分析等功能。实验和实测数据证明所用方法预测地面沉降的精度优于传统方法。通过研究,补充和完善了地面沉降预测方法,提高了地面沉降预测精度及其可靠程度,能够为地面沉降区建筑设施的综合治理工作提供科学决策依据。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 66
  • 16
  • 0
  • 0
  • 0
期刊论文
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