基于FLAC2D的西安地面沉降数值模拟分析

针对西安地区抽汲地下深层承压水所引发的地面沉降进行了分析,以Biot三维固结理论为基础,采用FLAG2D软件对西安地区地质技工学校处的地面沉降进行了二维数值模拟与土体-渗流耦合计算.通过分析模拟的计算结果,对抽水引起的深层承压含水层垂直沉降和水平变形作了详细的分析,并阐明了沉降漏斗形成的机理;发现模拟结果与实际监测的结果是基本吻合的,表明了地面垂直沉降和水平位移的特征和机理分析的正确性.     

苏锡常地区地面沉降的虚拟表现

地下水的长期过量开采导致了苏锡常地区的地面沉降,引发了严重的地质灾害,威胁人民的生活安全,影响了该地区经济的发展;因此,查明含水层结构及各地层的分布规律,研究地面沉降的发生发展过程和机理甚为重要。作者利用Visual C 作为开发工具,采用OpenGL(Open Graphics Library)三维图形生成技术虚拟表现出苏锡常地区第四系含水层结构以及地面沉降的发生发展过程,从而,为研究地面沉降的机理提供了一个辅助手段。     

高温状态下受热时间对膨润土物性指标的影响∗

高温状态下膨润土的物性指标变化是高放核废物深地质处置库设计的重要参数之一。通过高温状态下不同受热时间MX80钠基膨润土的比重、液塑限、自由膨胀率试验,研究了受热时间对膨润土基本物性指标的影响规律;并通过热重分析(TGA)、X衍射(XDR)、电镜扫描(SEM)试验,从微观角度对上述变化规律进行了合理解释。研究结果表明:随着受热时间的增加,膨润土的比重、液塑限、自由膨胀率在受热15～30天内急剧下降,降幅分别为2.5%、3.1%和28.3%,之后各值变化量很小;高温状态下,膨润土的矿物成分转化、结合水脱附、微观形貌改变是膨润土物性指标发生变化的根本原因,三者之间相互作用和彼此影响。     

扬州市城区地面沉降现状与防治对策

扬州市城区第四纪地层覆盖差异很大，明显分成两个不同的区域：扬州城区西南部仅为全新统和上更新统沉积，厚度较薄；而扬州城区东北部，第四纪地层发育较全，厚度较大。地层上的差异使得扬州市城区地下水的开采也呈现出差异性：城区地下水主采层第Ⅱ、第Ⅲ承压含水层主要在城区东北部，西部、南部缺失。由于主要开采层集中在东北部，加之较长期的地下水过量开采，使得本区地下水水位降落漏斗主要分布在城区北部。通过对20年前测量过的一些水准点和监测井的水准复测，证实扬州市城区确实有地面沉降的发生。但扬州城区的地面沉降量并不是很大。结合地质水文条件的分析，文章提出地下水位控制在一定范围之上（-30m）对地面沉降的影响较小的观点，认为应合理控制开发地下水。针对扬州市城区的地面沉降现状，提出在现有地面沉降监测设施的基础上，再补建一些地面沉降监测GPS标石点，对一些重点区应加密布设。同时，密切关注地下水位的变化，预防严重地面沉降灾害的发生。     

黄土钻孔剪切变形与强度特性研究

为揭示黄土钻孔剪切过程的变形和强度特征,在传统钻孔剪切仪上增加法向位移和剪切位移传感器,并采用改进的钻孔剪切仪在典型西安黄土中进行不同深度的钻孔剪切试验,同时在相邻探井内取原状土样进行三轴固结不排水剪切试验和直剪试验(固结快剪、快剪),最后将不同试验方法测得的抗剪强度参数进行对比分析。试验结果表明,法向应力?法向位移关系曲线可通过刺入压密阶段、似弹性变形阶段和塑性变形阶段描述其特征;在首级法向应力下的剪切破坏过程中,剪切应力历经短期弹性、长期弹塑性增大阶段,直至达到相对稳定值;在分级法向应力下的剪切破坏过程中,剪切应力历经从零增大至比例强度的弹性阶段,从比例强度增大至峰值强度的弹塑性阶段和从峰值强度降低至残余强度的屈服破坏阶段;当法向应力控制在似弹性变形阶段范围时,剪切应力与法向应力之间呈良好的线性关系,较好地符合摩尔?库伦强度准则;钻孔剪切试验测得的内摩擦角普遍高于三轴固结不排水剪切试验和直剪试验(固结快剪、快剪)结果,但黏聚力除在浅部地层(10 m 深度范围内)中高于直剪试验(固结快剪、快剪)结果外,均小于三轴固结不排水剪切试验和直剪试验(固结快剪、快剪)结果。     

地面沉降监测中一种新的数据处理方法

<正> 由于过量开采地下水造成的地面沉降,已成为我国相当多的大中城市和大型工矿区所面临的一个严重的环境问题,不少地方已开展了地面沉降的监测和控制工作。但在监测和控制工作中所使用的估计沉降量、评价控制沉降效果的常规方法都有不少缺点,本文针对这些提出一套相应的数据处理和定量分析方法。     

非饱和黄土微观结构与黄土滑坡

原状黄土属于非饱和黄土,对非饱和黄土的微观结构研究对于研究黄土地区边坡的稳定性具有重要意义。通过研究区黄土的SEM图像的微观结构分析和利用Janbu法对典型黄土滑坡进行边坡稳定性的计算分析,认为该地区黄土的内部微观结构以架空结构和镶嵌结构为主,在大颗粒上附着的胶结物较少;随着深度的增加,土体上覆压力增大,土体具有明显的挤压变形现象;黄土体在天然状态下处于极限稳定状态,随着含水量增加,边坡稳定性下降,达到饱和状态时,处于不稳定状态;随着黄土地区经济的快速发展,人类水事活动和工程性经济活动广泛开展,人为因素逐渐成为诱发滑坡发生的主导因素。     

黄土丘陵沟壑区挖填场地动力响应特征研究∗

以黄土丘陵沟壑地区大规模平山填沟造地工程为背景,结合相关工程实例,定量分析新型挖填场地在地震作用下场地动力响应特征及其关键影响因素。以场地地球物理勘测和压实黄土室内动三轴试验为基础,构建考虑场地横向不均匀性的场地地震反应分析模型,给出场地填方厚度、挖填交界面和土层参数对场地挖方区、填土区和界面区地震动特征参数的影响规律。研究发现：场地覆盖土层厚度在一定范围内对地震动峰值加速度影响明显,而大厚度覆盖层对地震波能量传递有抑制作用;填方土层压实参数影响填方区地震动放大范围;挖填界面的平均坡度和界面阻抗对平面内地震波场折射和反射影响较大。研究结果可为黄土地区大规模挖填场地地震稳定性分析提供参考依据。     

城市轨道交通深基坑工程承压水风险与控制研究

随着我国城市轨道交通建设发展,北京、上海、广州等特大型城市轨道交通线路网逐渐形成,出现不同线路交错、轨道交通线路与其他城市设施空间交叉等情况,这使得地下车站深度不断增加,深基坑工程受深部承压水风险日益突出。收集了27个承压水风险工程案例,统计分析了围护结构隔断或未隔断承压含水层等不同情况下,承压水风险与围护结构类型、承压含水层面覆土厚度等的相关性;采用故障树法探讨了深基坑工程坑底突涌、围护结构漏水、流砂等风险事件及风险因素,根据风险工程案例对承压水风险主次因素进行排列;结合工程实例应用分析,提出了承压水风险预防应对措施,提出了设置备用降压井和基坑开挖前试抽水试验等风险应对措施,为类似工程提供参考。     

天津Z2线工程软土场地震陷分析∗

天津Z2线轨道交通工程地处滨海软土地区。基于《软土地区岩土工程勘察规程》中简化的分层总和法,采用一维土层非线性地震响应分析程序EERA替代Seed经验公式计算土层的动应力,同时采用修正的软土残余应变势简化计算公式,开展了天津Z2线全部98个钻孔的软土震陷计算。结果表明,地表震陷主要源自较浅土层,地表深度20 m以下的震陷可不考虑;隧道由地下线过渡到高架线的上升段震陷较大,应考虑采取防控措施;场地震陷主要由淤泥质土层产生,占地表震陷的70%～80%以上。研究对于类似工程具有一定参考价值。     

黄土震陷的微结构损伤模型

黄土是典型的结构性土,微结构控制其力学性能和强度要求。通过黄土震陷实验和微结构电镜扫描实验,应用统计细观损伤力学深入研究了考虑微结构要素的黄土震陷的内在破坏机理,得到了黄土震陷的结构损伤模型和本构关系。将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,应用统计细观损伤力学研究黄土震陷机理具有较高的合理性,黄土震陷主要是由其独特的架空孔隙结构破坏和土体颗粒掉入孔隙所致,与其动应力状态和孔隙分布有很大关系。     

灰色GM(1,2,M,N)在地面沉降预测中的应用

通过分析地面沉降过程与地下水开采量之间可能存在的时滞性以及非线性关系,将原有的灰色GM(1,2)模型改进为灰色GM(1,2,M,N)模型。通过对天津市塘沽、汉沽以及大港三区的沉降实例进行计算,发现新的模型能够较好地拟合和预测历史沉降过程,并且预测结果合理。     

地震时黄土震陷量的估算方法

本文利用已有的震陷试验研究资料,并补充进行了相当数量的原状黄土的震陷试验。建立了考虑物性参数、固结应力、振次和地震动应力等因素的西北黄土残余应变的经验计算公式,提出了地震作用下黄土层震陷量的估算方法.并用该方法估算了兰州、西安、西宁、等城市的7个黄土场地的震陷量,给出了每一场地的震陷量随地震动加速度的变化曲线.从而为黄土地区的地震灾害预测预防和地基抗震设计研究提供了一种定量方法.     

直埋式光纤传感钻孔注浆耦合材料配合比试验研究

采用钻孔埋设传感光纤是岩土体分布式光纤传感直埋技术的一种,为使传感光纤与周围土体变形协调,通常在钻孔内注浆,使传感光纤与周围岩土介质凝固为一体。根据对浆液凝固时间无特定要求和有特定要求的2种情况,通过试验研究了钻孔注浆耦合材料、配合比及其凝固后强度。结果表明:通过调整水泥与膨润土的比例以及水固比可以控制凝固体的无侧限抗压强度,使其强度与原位岩土体的近似相同;添加适量的水玻璃可以加快浆液的凝固速度。针对石家庄某隧道原位土体的力学参数,得到了满足现场施工要求的最优配合比,使浆液凝固后的力学指标与原位土体的近似相同。     

边坡变形的分布式光纤监测试验研究及实践

布里渊光时域反射计(BOTDR)是一项新型光电传感仪器,可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测。该技术采用光纤作为传感和传输介质,具有良好的抗干扰、长距离、可植入性和分布式监测等特点。本文总结了近几年来分布式光纤在边坡工程中监测的工程实践和试验研究结果。实践表明,将光纤传感器铺设在加固边坡的锚杆和框架梁中,在加固边坡的同时进行安全监测,可以取得良好的效果;而将光纤直接铺设在边坡浅层土体中进行监测,可以及时对边坡安全提供预警,但往往不利于长期监测。本文还介绍了将光纤传感器布设在用于加固边坡的土工织物中进行安全监测的室内试验研究。实验证明,不同的光纤类型、布设方法、土工织物性能等都会对监测结果产生影响。最后分析了分布式光纤监测在岩土工程监测中的应用前景,以及今后研究的关键技术问题。     

基于PSInSAR技术的珠海市地表沉降监测与归因分析

为明确珠海市地表沉降s时序变化特征及其原因,通过PSInSAR技术对2017-2019年55景Sentinel-1A数据进行处理和分析,利用CORS站设置连续观测水准点的方法对获取的沉降结果进行验证。结果表明,该方法监测结果与水准测量成果间的相关系数R 2为0.6420,RMSE为3.8114mm/y,珠海市明显沉降区域主要分布在高栏港经济区,鸡啼门河道两侧和白蕉镇,以及横琴新区,调查发现沉降原因主要是人为的填海造陆及未固结软土下沉,其中由于工程建设导致的沉降占总沉降面积的8.74%,填海造成的沉降占17.75%,由于未固结软土下沉导致的沉降占73.51%。研究结果可为珠海市的城市建设和灾害防治提供科学依据。     

城市化可能引起的地貌灾害及其防治

城市化可能导致流水地貌过程系统的变化,加剧水土流失和洪水威胁;还可能导致重力地貌过程系统的变化,造成土滑、滑坡和崩塌等灾害;城区地下水、地下其它液体和固体物质的开采,可能引起地面沉降或坍陷。这一切会影响自然环境与人类环境,故应采取相应的防治措施。     

软泥夹层对香港软土场地地震反应的影响

选择了香港有代表性的８个典型场地,通过钻探、现场剪切波速测量和土样动力实验建立了场地的分析模型,用２１次地震的１２８条基岩地震动记录作为,计算了场地土层地震反应,结果表明,对带海泥软夹层的砂质回填土场地,地震动的长周期分量（１．２～１．５s）被显著放大了,现有抗震规范的设计反应谱不能反映这类场地的反应特性,基于计算结果,提出了分别适合有、无软夹层场地的归－化设计反应谱。     

云南粉土的动力特性试验研究

粉土是一种具有特殊工程性质的土,由粉土液化引起的工程震陷造成的危害极大。根据云南粉土的室内共振柱试验,得到了归一化处理后的G/Gm ax~γ/rγ和D~γ曲线,并运用修正后的双曲线模型进行了拟合分析。根据室内振动三轴试验,得出不同固结比和不同固结压力下的土的动强度与振动次数的试验曲线,发现动强度与破坏振次间符合较好的乘幂关系,动强度与固结比之间符合较好的二次抛物线关系;分析不同围压下孔压与破坏振次的试验曲线规律,发现可以用指数函数进行拟合。结果可供该类土的动力特性研究参考。     

重庆某废铅冶炼厂重金属污染土壤微观结构特性研究

污染土壤微观结构研究中,室内试验制备的土样比较理想,而实际污染现场的土质极其复杂。为研究现场重金属污染土壤微观机理,开展了铅、砷、镉污染等重金属污染土基本物理性质指标试验和微观结构测试。首先,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-MS)测定现场土样污染物类型及含量,建立现场土体重金属含量分布;然后,采用扫描电子显微镜(SEM)进行表面微观形貌试验,揭示污染土表面微观形貌,并通过颗粒(孔隙)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS)定量分析土体试样的孔隙率,分析试样孔隙随重金属污染含量的变化规律;最后,从土壤环境的物质组成与结构及土壤性质方面分析土体微观形貌的变化机理。