›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (5): 759-762.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

采水地面沉降时空预测模型研究

于广明1,张春会2,潘永站1,刘福顺2,袁长丰1   

  1. 1.青岛理工大学 土木工程学院,青岛 266033;2.中国海洋大学 工程学院,青岛 266071
  • 收稿日期:2004-08-30 出版日期:2006-05-10 发布日期:2013-11-05
  • 作者简介:于广明,男,1962年生,博士,教授,博士生导师,主要从事工程力学、防灾减灾工程、工程测量等专业的研究工作,在分形几何、土木建筑灾害防护和地层沉陷(岩层移动)方向持有专长
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目(No.50434020)国家自然科学基金(No.50274044),山东省自然科学基金重点项目(No.Z2003F02),建设部基础研究计划项目(No.03-2-30)及国家计委研究专项

Space-time predicting model research of surface subsidence caused by groundwater exploitation

YU Guang-ming1, ZHANG Chun-hui2, PAN Yong-zhan1, LIU Fu-shun2, YUAN Chang-feng1   

  1. 1. Civil Engineering Institute, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266033, China; 2. College of Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266071, China
  • Received:2004-08-30 Online:2006-05-10 Published:2013-11-05

摘要: 地下水开采引起的地面沉降对地面建(构)筑物的正常使用和结构安全构成了严重威胁,深入研究采水地面沉降预测理论对于沉降灾害防治具有重要意义。针对本构模型和土体参数确定上的困难,采用力学推理和数学统计相结合的方法,建立了新的采水地面沉降时空预测模型。首先,利用太沙基固结微分方程,建立了反映地面沉降时间效应的半经验计算模型;其次,在分析采水地面沉降空间分布规律的基础上,利用随机介质理论研究了采水地面沉降空间分布特征;再次,综合考虑采水地面沉降的时间效应和空间分布形态,建立了采水地面沉降的时空预测模型。利用该模型计算地面沉降共需4个计算参数,介绍了参数求解方法。最后,利用时空计算模型预测了某地单井采水引起地面沉降的时空规律。研究表明,所建立的采水地面沉降预测模型能准确地反映采水地面沉降的时空规律,能方便、快捷地预测地下水开采引起的地面沉降。

关键词: 太沙基固结理论, 随机介质理论, 时空预测模型

Abstract: Land subsidence caused by groundwater exploitation seriously threatens normal employment and structure safety of buildings, so it is of significance that studying predicting method of land subsidence. Because of the difficulty of the constitutive model and the parameters of soil, and it is not perfect that the land subsidence is computed adopting Biot’s consolidation theory. In the paper, adopting combining methods both mechanics reasoning and statistic mathematics, sets up space-time predicting model research of surface subsidence caused by groundwater exploitation. Firstly, by means of Terzaghi’s consolidation differential equation, the semi-experience predicting model of depicting surface subsidence’s time effect is founded. Secondly, on the basis of analyzing the distribution laws of surface subsidence caused by groundwater exploitation, the space distribution characteristic of surface subsidence caused by groundwater exploitation is studied through the stochastic medium theory. Thirdly, synthetically analyzing the time effect and space distribution characteristics of surface subsidence caused by groundwater exploitation, the time-space predicting model of surface subsidence caused by groundwater exploitation is established. The predicting model totally needs 4 parameters when it finishes prediction. The method of parameters’ computation is introduced. Lastly, the time-space laws of surface subsidence caused by single well’s exploitation is computed and predicted with the predicting model. The research shows that the predicting model can nicely reflect the time and space characteristics of land subsidence caused by groundwater exploitation, and can expediently and rapidly predict land subsidence; and provides theoretical basis for prevention and control of surface subsidence caused by groundwater exploitation.

Key words: Terzaghi’s consolidation theory, stochastic medium theory, time-space predicting model

中图分类号: 

  • TU 433
[1] 魏 纲,周杨侃. 随机介质理论预测近距离平行盾构引起的地表沉降[J]. , 2016, 37(S2): 113-119.
[2] 蔡海兵 ,彭立敏 ,郑腾龙,. 隧道水平冻结壁强制解冻期地表沉降的预测方法[J]. , 2015, 36(12): 3516-3522.
[3] 蔡海兵 ,彭立敏 ,郑腾龙,. 隧道水平冻结施工期地表融沉的历时预测模型[J]. , 2014, 299(2): 504-510.
[4] 蔡海兵 ,彭立敏 ,郑腾龙 . 隧道水平冻结施工引起地表冻胀的历时预测模型[J]. , 2012, 33(6): 1761-1768.
[5] 魏 纲,陈伟军,魏新江. 双圆盾构隧道施工引起的地面沉降预测[J]. , 2011, 32(4): 991-0996.
[6] 谢桂华,张家生,尹志政. 基于随机介质理论的采水地面变形时空分布[J]. , 2010, 31(1): 282-286.
[7] 祝志恒,阳军生,董 辉. 双洞隧道施工引起地表移动的多参数反分析研究[J]. , 2010, 31(1): 293-298.
[8] 齐静静,徐日庆,魏 纲. 盾构施工引起土体三维变形的计算方法研究[J]. , 2009, 30(8): 2442-2446.
[9] 李方政. 土体冻胀与地基梁相互作用的叠加法研究[J]. , 2009, 30(1): 79-85.
[10] 时亚昕,陶德敬,王明年. 大断面浅埋暗挖隧道施工引起的地表移动及变形预测[J]. , 2008, 29(2): 465-469.
[11] 刘大刚 ,陶德敬 ,王明年 . 地铁双隧道施工引起地表沉降及变形的随机预测方法[J]. , 2008, 29(12): 3422-3426.
[12] 张晓健,刘汉龙,费 康,高玉峰. PCC桩负摩阻力作用机理初探[J]. , 2005, 26(S1): 91-93.
[13] 施成华,彭立敏. 随机介质理论在盾构法隧道纵向地表沉降预测中的应用[J]. , 2004, 25(2): 320-323.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 崔皓东,朱岳明. 二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析[J]. , 2009, 30(10): 3194 -3199 .
[2] 杨自友,顾金才,杨本水,陈安敏,徐景茂. 锚杆对围岩的加固效果和动载响应的数值分析[J]. , 2009, 30(9): 2805 -2809 .
[3] 赵洪宝,尹光志,李小双. 烧变后粗砂岩抗拉特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1143 -1146 .
[4] 刘清秉,项 伟,张伟锋,崔德山. 离子土壤固化剂改性膨胀土的试验研究[J]. , 2009, 30(8): 2286 -2290 .
[5] 陈智强,张永兴,周检英. 基于数字散斑技术的深埋隧道围岩岩爆倾向相似材料试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 141 -148 .
[6] 杜文琪,王 刚. 土工结构地震滑动位移统计分析[J]. , 2011, 32(S1): 520 -0525 .
[7] 许振浩 ,李术才 ,李利平 ,侯建刚 ,隋 斌 ,石少帅. 基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估[J]. , 2011, 32(6): 1757 -1766 .
[8] 魏厚振,颜荣涛,陈 盼,田慧会,吴二林,韦昌富. 不同水合物含量含二氧化碳水合物砂三轴试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 198 -203 .
[9] 张乐文 ,张德永 ,邱道宏. 径向基函数神经网络在地应力场反演中的应用[J]. , 2012, 33(3): 799 -804 .
[10] 李顺群 ,高凌霞 ,柴寿喜. 冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. , 2012, 33(4): 1173 -1177 .