论文摘要
地面沉降已经发展成为大城市比较普遍的地质灾害,但是由于地面沉降监测手段有限以及土体变形的复杂性,使得人们对地面沉降的研究大多通过观测和试验进行定性的区域性勘察和灾害评估。现代城市建设也引发地面沉降,天津滨海新区的地源热泵工程中,为加速地下水流场渗流的速率而采用抽灌水的方法,此方法提高地源热泵的机组效率,同时也引发了不均匀沉降等问题。本研究在滨海新区进行了现场抽灌水试验,对抽灌水试验时的水位、孔隙水压力以及不同层间的沉降量进行了监测。为了进一步了解地源热泵长期运行对土体的影响,选用GMS数值模拟软件对试验现场建立数值模型,所建立的模型通过已有的现场试验结果进行了验证,讨论了在三种不同的抽水条件下地面沉降的发展情况。本文主要工作和研究成果如下:根据现场试验分析了地面沉降与地下水开采方量、抽水时间、水位埋深、孔压之间的关系,抽灌水试验引起的孔压分布及不同深度土层压缩变形规律,并得到不同抽水回灌周期、水位变幅对地面沉降的影响。在同周期的抽灌水过程中,出水量越大,产生的沉降越大;出水量一定时,抽灌周期越长,产生的沉降也越大。抽水井的出水能力和灌水井的回灌能力都与抽灌周期和抽灌次数有密切的关系,随着抽灌次数的增加,出水能力和回灌能力也都随着时间的增加而减弱。在定流量抽水条件下,含水砂层的变形大部分发生在抽水初期,相邻弱透水层抽水初期变形不大,后期变形逐渐增大并趋于稳定。通过数值模拟发现,对含水层进行回灌可有效抑制两井之间的地面沉降。单井抽水时,地面沉降量与开采量呈正相关;周期性抽灌水产生的最大沉降量基本与抽水产生的沉降量相同,但是周期性抽灌水会改变沉降最大值发生的位置,它取决于先进行抽水还是灌水。抽水试验和抽灌水试验都证明粉砂层发生的沉降量占总沉降量的比重较大,由于砂层的弹性特征,及时向含水层补给可有效抑制沉降的发生。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 李雪华
导师: 张云
关键词: 地面沉降,抽灌水试验,周期性,数值模拟
来源: 南京大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,农业科技
专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,农业工程
单位: 南京大学
分类号: S274;P642.26
总页数: 64
文件大小: 6580K
下载量: 159