[转载]武汉地区基坑降水引起的地面沉降机理及定量预测 [复制链接]

第16卷第1期 PVX23y;  
2002年3月　　 　 　 　土　工　基　础Soil Eng. and Foundation　 　 　 　Vol.16 No.2　June. 2002 (
-esUOB.  
武汉地区基坑降水引起的地面沉降机理及定量预测⒇ ]B9Ut&mF;  
胡　涛1　冯晓腊2　熊文林2　王　宇2 #mH4\s  
(1.武汉建筑科学研究院,430071;2.中国地质大学,武汉430074) K) {\wV="  
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 F@jyTIS^  
理及其定量预测作了深入的探讨。 p|VgtQ/)%  
关键词　　地面沉降,有效应力,降水 AOR(1Qyo  
中图法分类号:P332　　文献标识码:B　　文章编号:1004-3152(2002)02-0048-03 E~eSHJ(oR7  
1　武汉地区第四系地层的特征 p^9u8T4l1  
武汉地区一级阶地由第四系全新统地层构成, LLW xzu!<  
其中汉口分布较广,武昌其次,汉阳相对较少。属河 -%>.Z1uj  
流相,部分河湖相。上部为粘性土、淤泥质土,下部 *N3X"2X:  
为交互层,即砂和砂砾石层,是典型的二元结构,底 Xjnv8{
X  
部为基岩。与深基坑开挖极为密切的主要是赋存于 +<\.z*  
全新统地层中的承压水,其含水层的渗透性从上至 uz[5h0c  
下逐渐增大,承压水位较高,同时与长江、汉江水有 }?=4pGsI  
密切的水力联系,两者呈互补关系。至于二级三级 T`SpIdzB.
 
阶地,地下水对深基坑的影响不是十分突出。 D7OPFN7`  
对于隔水层而言,河流相的一般粘性和湖相的 nZ~J&QK-  
淤泥质土属正常固结的中~高压缩性土,表面的硬 >e9xM Gv  
壳层由于毛细水作用而呈现明显的超固结特性。湖 Ah1fcXED  
相的淤泥含水量高,孔隙比大,属欠固结的高压缩性 b%D}mxbS  
土。含水层由上至下为粉土粉砂—粉细砂—细砂— ky|Py  
含砾中粗砂—砂砾卵石层,其压缩性逐步降低,属中 l]KxUkA+  
低~低压缩性土。从水文地质角度,粉土粉砂、粉细 2j*o[kAE  
砂层属过渡层。 1g bqHxWI  
2　地面沉降机理
[5$Y>Tr!  
从理论上讲,深基坑降水后降落漏斗范围内初 8@d,TjJDo  
始水位以下各个土层都会因土的固结作用而沉降。 0Nq6>^ %  
降水之前,含水层处于静止状态,水头为H0。 }pL#C  
由于静止的时间一般远大于过渡层的孔压消散时 Sz'JOBp  
间,因此过渡层中的水头与含水层一致。隔水层中 U+'h~P'4  
的水头分布则与上层滞水水头相关,当上层滞水水 jY ~7-  
头高于承压水头时,向下越流,反之向上越流,越流 sboX<  
量极微,不必考虑其对过渡层及含水层的补给(因此 U8icP+Y  
称之为隔水层),但却控制隔水层的上边界水头,从 oO~LiK>  
而影响隔水层内的水头分布。 j;_ >,\  
对含水层而言,三维流区的水头分布在纵断面 %Astfn(U{4  
上不是相等的。为了预测其上覆的过渡层及隔水层 5_= HtM[v]  
的水头分布,必须准确地分析(或测试)含水层面的 E>3(ff&  
水头。然而仅此是不够的,还必须计算出含水层内 rT{+ h}vO  
不同深度处的水头,这种复杂的流场分析常需采用 Z{spo=  
数值方法。本文主要分析相对简单的二维流区。二 hF7#i_UN<  
维流区流线水平,在任一时间t,距降水中心r的含 2JS&
zF  
水层断面上,水头在各深度处相等。过渡层上是隔 =U_O;NC  
水层,因此过渡层顶面相当于不透水边界;当含水层 I.RmBUq):s  
(过渡层底面)水头下降时,过渡层中及顶面的水头 E6mwvrm8  
亦跟随下降,但稍有滞后。隔水层顶面受上层滞水 18kzR6(W  
补给,相当于定水头边界;隔水层底面的水头与过渡 o2r)K AA  
层顶面水头相等,并跟随下降,因此隔水层中的水头 sU 5/c|&  
相应下降,但滞后更明显。固结理论常用超孔隙水 LFT)_DG7(  
压力的消散过程来描述固结过程。地基的超孔隙水 vILq5iR  
压力是由附加荷载产生,“超”是新的孔隙水压力相
3v7*@(y  
对于原始孔隙压力的差。 H3qM8_GUA  
3　地面沉降定量计算[1~3] o@blvW<v7  
(1)隔水层的固结计算 CJ#1j>  
⒇收稿日期:2002-03-04 WwYy[3U  

隔水层的上边界受上层滞水水头控制,下边界 yttI
A/  
受过渡层顶水头控制,两层水的水头降低,均将导致 Aq:1  
隔水层固结。图1表示承压水初始水头(以隔水层 `UDB9Ca  
底面起算)为H0,上层滞水水头为Ha时的实时孔隙 ^E349c-|  
水压力分布。当承压水头降低至H1时(如果低于 j65qIw_Z  
隔水层底面高度则为0),隔水层底部的孔隙水压力 z~y=(T  
开始消散,并逐步向上扩展。如果时间无限长,则孔 z6f N)kw  
隙水压力形成新的稳定状态,与初始状态之间的差 ^P !}
"  
转化为有效应力增量(横线阴影部分),可计算出其 /R% Xkb  
最终沉降量。其公式为: T\Ld)'fNv  
W1=Ms1(H0-H1)γwh2Es(1) vS_Ji<W~E  
图1　隔水层初始及终止孔隙水压力分布图 N56/\1R  
(2)过渡层的固结计算 qL?`l;+  
过渡层中的承压水垂直向下渗流,且滞后于含 \OX;ZVb?5  
水层,因此适于采用一维固结理论。过渡层上边界 fNTe_akp  
为不透水边界,下边界水头受控于含水层顶面的水 $m)[> C  
头。设初始水头为H(相对于过渡层底),当降水终 I#U"DwM  
止(T2),含水层的水头高度仍高于过渡层顶面时, \>@QJ  
有效应力增量(横线阴影部分)呈矩形分布(图2a)。 zxffjz,Fe:  
含水层的水头高度低于过渡层顶面时,过渡层部分 c-gpO|4>  
疏干,疏干范围的有效应力增量呈梯形分布,尚未疏 "[t (u/e  
干部分仍呈矩形分布(图2b)。同样可以忽略疏干 (c=.?{U  
的滞后效应,根据不同的有效应力增量分布图直接 E+xC1U 3  
计算最终沉降量。其公式为: NwPC9!*  
W2=Ms2∑ !w}cKm  
n vRn
"0Mzl8  
i=1ΔσwihiEsi(2) >
;}q  
(3)含水层的固结计算 _BP!{~&;  
对于二维流区,任意深度的水头降深相等,即有 /6PL  
效应力增量相等。现行《规定》用分层总合法计算其 jdWA)N}kDG  
固结沉降量,并通过修正系数校正计算值与实际值 TowRY=#jiS  
之间的误差。其公式为: 896oz>  
W3=Ms3∑ N|53|H  
n [c_o.`S_\  
i=1ΔσwihiEsi(3) _Nmc1azS  
上述三个公式中:Wi———各层的沉降量;hi——— aHdXlmL  
各分层的厚度;Esi———各分层的压缩模量;σwi——— 3(n+5~{e  
各分层的有效应力增量;Msi———各层的经验校正系 lZ![?t}2`  
数。 q"O4}4`  
图2　过渡层有效应力增量分布图 wz{]CQ7"  
一般来说,抽水引起的地面最终沉降量应等于 ?z
$^4u3  
上述三种沉降量之和,即 IGC:zZ~z  
W=W1+W2+W3(4) Gl@}b\TB  
如需求抽降过程中某时间的沉降量,则需用如下公 JNZ
O7s  
式进行计算: ~M!s0jT  
W(t)=W1(t)+W2(t)+W3(t)=U1tW1+U2tW2+ i{+W62k*  
U3tW3(5) E+$%88  
Ut=1-8π2eπ24Tv　Tv=Cvh2t (6) |}Wm,J  
式中:W(t)———某时间的沉降量;Ut———土体 ./#F,^F2  
固结度;h———土层厚度;Tv———时间固素;Cv———土 XFv)]_G  
体固结系数。 !9ytZR*  
公式(5)中,由于含水层的透水性大,其土层固 RAps`)OR?  
结很快完成,因此可不考虑其变形随时间的关系。 1o*eu&@  
以上计算方法在武汉地区用得较多,但在实际 :497]c3#5C  
使用时,常出现参数使用不当的问题: (_aM26s  
对于Esi,理论上应按实际应力范围取值,即取 r{pbUk  
用原状土样的原始自重应力至自重应力与附加应力 dnW#"  
之和段的压缩模量值,如果是超固结土,应取用原状 +J<igb!S  
土样的前期固结压力至前期固结压力与附加应力之 >/5'0n_R  
和段的压缩模量值,但是,在实际应用时,由于土样 v62M8r,Y  
的扰动、试验室与实际应力条件的差异、试验指标的 {InD/l'v6n  
准确度等因素的影响,该指标往往很难准确取值。 ;:5Ahfo \  
武汉市的含水砂层的Es1-2值一般在12~25MPa之 _)U[c;^6  
间,随深度的增大单调增大。如果考虑其具有的超 GjD^\d/  
固结特性,则当砂层的埋深小于8米时,其沉降计算 !:<(p  
49第2期　　　　　　　　　　　胡　涛等:武汉地区基坑降水引起的地面沉降机理及定量预测

晕。这个小的附件呀。题纲。

楼主是地大的吗？

楼主是地大的吗？

哈哈，下载学习学习   

解压文件格式不对的，太可惜了，楼主能重新发吗

      

谢谢楼主，正需要这方面的资料！

学习学习了

谢谢楼主分享

解压文件格式不对的，太可惜了，楼主能重新发吗