以比奧固結(jié)理論為基礎(chǔ),建立設(shè)置擋水構(gòu)筑物與否的多種工況下的地面沉降有限元模型。計算分析開采不同含水層時地表沉降的特征,在此基礎(chǔ)上設(shè)置逐漸深入地下的擋水構(gòu)筑物,分析其擋水效應(yīng)對抽水引起的地面沉降的影響。以最大地面沉降為指標(biāo),結(jié)合MATLAB編程計算,比較土體隨機變量分布參數(shù)相對敏感性大小,并分析擋水構(gòu)筑物對土體參數(shù)敏感性和結(jié)構(gòu)可靠度的影響,最終加以公式推導(dǎo)驗證參數(shù)敏感性的變化。結(jié)果表明:在邊界不透水的情況下,開采含水層越深,地面沉降量越大,且擋水構(gòu)筑物入深增大,最大沉降量和沉降差均增大;但是隨著擋水構(gòu)筑物深入地下,擋水構(gòu)筑物兩側(cè)的地面沉降規(guī)律有所不同,開采井一側(cè)為逐漸增大,另一側(cè)足夠遠處為先增大后減小,沉降量變化幅值較小。影響地面沉降的土體參數(shù)按敏感性從大到小排序依次是彈性模量、滲透系數(shù)、泊松比、密度、內(nèi)摩擦角,其中內(nèi)聚力和孔隙比敏感性極小;分析擋水構(gòu)筑物的設(shè)置對各參數(shù)敏感性的影響可知,土體滲透系數(shù)和與側(cè)摩阻力正相關(guān)的參數(shù)(即泊松比、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力)敏感性增大,其余參數(shù)敏感性減小,因此在分析地面沉降時,應(yīng)適時考慮側(cè)摩阻力的影響。地下?lián)跛畼?gòu)筑物的設(shè)置和考慮彈性模量與滲透系數(shù)的正相關(guān)性計算...

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【部分圖文】：

圖1 計算模型示意圖

1.2抽水沉降的幾何模型考慮多層含水層和弱隔水層時的計算模型如圖1所示,由于一般情況下,地下土層一般為隔水層與含水層互層,由于出于規(guī)律性研究的考量,選取的土層不宜過少,但太多亦意義不大,結(jié)合文獻[10,15],分析模型由含水層與弱隔水互層的11個土層組成。出于定性研究的目的,地....

圖2 不設(shè)置擋水構(gòu)筑物時土體沉降云圖

由圖2為不設(shè)置擋水構(gòu)筑物時土體沉降云圖,計算結(jié)果如圖3,在沒有擋水構(gòu)筑物的情況下,抽取地下水引起的地面沉降量隨著抽水層深度的增大而增大,開采第五含水層10a后的最大沉降量達0.4155m,是開采第一含水層10a后最大沉降量的2.61倍。地表沉降較為平緩,沉降差較小,最大沉....

圖3 開采不同含水層時地面沉降曲線

圖4為設(shè)置擋水構(gòu)筑物時土體沉降云圖,計算結(jié)果如圖5、圖6所示:在抽水井處,地面沉降量隨著擋水構(gòu)筑物的深入逐漸增大,當(dāng)擋水構(gòu)筑物由未完全深入第二含水層底部的225m處深入到第二含水層底部的235m時,即由部分阻擋到完全阻擋抽水層時,地面沉降增幅最大,增幅達21.73%,其他情況....

圖4 擋水構(gòu)筑物深入到第二含水層底部時抽水

圖3開采不同含水層時地面沉降曲線圖5設(shè)置擋水構(gòu)筑物一側(cè)不同擋水構(gòu)筑物入深條件下

本文編號：4041776