第16卷第1期 7~UR!T9
2002年3月 土 工 基 础Soil Eng. and Foundation Vol.16 No.2 June. 2002 -x*2t;%z{U
武汉地区基坑降水引起的地面沉降机理及定量预测⒇ bS!\#f%9"
胡 涛1 冯晓腊2 熊文林2 王 宇2 \".^K5Pm
(1.武汉建筑科学研究院,430071;2.中国地质大学,武汉430074) 9pD
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摘 要 根据武汉地区的水文地质和工程地质特征,结合工程实际,对武汉地区深基坑降水引起地面沉降的机 S#l5y%&
理及其定量预测作了深入的探讨。 J/x2qQ$9
关键词 地面沉降,有效应力,降水
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中图法分类号:P332 文献标识码:B 文章编号:1004-3152(2002)02-0048-03 I 3$dVls}
1 武汉地区第四系地层的特征 v ~)LO2y
武汉地区一级阶地由第四系全新统地层构成, (< c7<_-H
其中汉口分布较广,武昌其次,汉阳相对较少。属河 <L0#O(L
流相,部分河湖相。上部为粘性土、淤泥质土,下部 zfI}Q}p
为交互层,即砂和砂砾石层,是典型的二元结构,底 z I;0&
部为基岩。与深基坑开挖极为密切的主要是赋存于 1vevEa$
全新统地层中的承压水,其含水层的渗透性从上至 E bQa?
下逐渐增大,承压水位较高,同时与长江、汉江水有 EqB)sK/3
密切的水力联系,两者呈互补关系。至于二级三级 zGlZ!t:
阶地,地下水对深基坑的影响不是十分突出。 c j$6
对于隔水层而言,河流相的一般粘性和湖相的 9Kv|>#z ff
淤泥质土属正常固结的中~高压缩性土,表面的硬 m`A%
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壳层由于毛细水作用而呈现明显的超固结特性。湖 IDFFc&
相的淤泥含水量高,孔隙比大,属欠固结的高压缩性 +[-i%b3q
土。含水层由上至下为粉土粉砂—粉细砂—细砂— +9A\HQ|22
含砾中粗砂—砂砾卵石层,其压缩性逐步降低,属中 !{%: qQiA
低~低压缩性土。从水文地质角度,粉土粉砂、粉细 Z;DCI-Wg
砂层属过渡层。 =H`Q~ Xx
2 地面沉降机理 j<yiNH C
从理论上讲,深基坑降水后降落漏斗范围内初 2I' ~2 o
始水位以下各个土层都会因土的固结作用而沉降。 }"s;\?a
降水之前,含水层处于静止状态,水头为H0。 Bi%x`4Lf
由于静止的时间一般远大于过渡层的孔压消散时 !cX[-}Q
间,因此过渡层中的水头与含水层一致。隔水层中 H`QQG!
的水头分布则与上层滞水水头相关,当上层滞水水 & , a3@i
头高于承压水头时,向下越流,反之向上越流,越流 y/_XgPfWU
量极微,不必考虑其对过渡层及含水层的补给(因此 (P|pRVO
称之为隔水层),但却控制隔水层的上边界水头,从 @'2 m$a
而影响隔水层内的水头分布。 mI1H!
对含水层而言,三维流区的水头分布在纵断面 qSU| =
上不是相等的。为了预测其上覆的过渡层及隔水层 :l u5Uu~
的水头分布,必须准确地分析(或测试)含水层面的 KLWDo%%u
水头。然而仅此是不够的,还必须计算出含水层内 X[$++p
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不同深度处的水头,这种复杂的流场分析常需采用 P ,mN >
数值方法。本文主要分析相对简单的二维流区。二 _=XX~^I,
维流区流线水平,在任一时间t,距降水中心r的含 4@ 3 [
水层断面上,水头在各深度处相等。过渡层上是隔 kGYTl,A{
水层,因此过渡层顶面相当于不透水边界;当含水层 V|D] M{O
(过渡层底面)水头下降时,过渡层中及顶面的水头 )6X.Nfkb^k
亦跟随下降,但稍有滞后。隔水层顶面受上层滞水 R
W/ z1
补给,相当于定水头边界;隔水层底面的水头与过渡 Fj
p.T;
层顶面水头相等,并跟随下降,因此隔水层中的水头 V *[b} Xew
相应下降,但滞后更明显。固结理论常用超孔隙水 qt e>r
压力的消散过程来描述固结过程。地基的超孔隙水 e / K#>,
压力是由附加荷载产生,“超”是新的孔隙水压力相 RVw9Y*]b
对于原始孔隙压力的差。 15\Ph[6g
3 地面沉降定量计算[1~3] BRRj$)u
(1)隔水层的固结计算 r#i?j}F}
⒇收稿日期:2002-03-04 :Ixx<9c.
