承压含水层局部降压引起土体沉降机理及参数分析

摘要：

在天津地区几个场地开展了承压含水层抽水试验，观测到承压含水层局部降压过程中其上覆土体出现“上小下大”的沉降规律，其下卧土体出现隆起现象。采用考虑降水井瞬态降水的三维流固耦合数值模型的分析进一步表明，承压含水层局部而不是大面积降压过程中其上覆弱透水土层在没有产生明显水位下降时，可产生“土拱效应”，土拱区内部土体出现附加拉应力，进而发生张拉变形；而承压含水层下卧土体的隆起则是由于下卧弱透水层中地下水向上渗流产生的渗流力所致。进一步地分析了不同竖向补给条件及不同场地条件的承压含水层长期局部降压过程中土体沉降规律，揭示了不同情况下承压含水层局部降压引起的土体最大沉降位置。不论承压含水层竖向补给条件如何，不论承压含水层短期降压还是长期降压，当上覆弱透水层的渗透系数在其特征范围内变化时，对承压含水层进行局部降压，其上土层中最大沉降位置均出现在有水位降深的土层顶板处。由于分层总和法不能考虑成层土中承压含水层局部降压时其上弱透水土层的空间效应，若基于单井或小范围群井抽水试验反演沉降经验系数，并采用分层总和法分析不同深度土层沉降时，将导致承压水局部降水引起的地表以下土体的沉降被低估。

关键词：承压含水层、抽水试验、土体沉降、有限元分析

分类号：TU463(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划项目2010CB732106；天津市科技计划项目11ZCGYSF00800

在线出版日期：2014-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：802-817