城市地下水动力场变异对土体环境稳定性影响分析

以城市地下水为主要研究对象,在地下水与土体相互作用的现实和理论背景下,从影响地下水动力场变异的因素入手,具体分析了动力场变异的方式、途径、成因,着重研究了地下水动力场变异对土结构性质的影响,首先,分析了地下水动力场变异对土体结构的影响机制.然后,为了更深入地从微细观及宏观层面阐明地下水动力场变异对土体作用的实质,结合理论模型作具体分析.最后提出了研究的重点、手段和进一步发展的方向.     

地下水渗流对基坑支护结构上水土压力的影响分析

暴雨或长时间的降雨、地下水管的渗漏等是造成地下水渗流的重要条件，对基坑支护结构的安全影响大，也是为何基坑事故多发生在降雨之后的根源。分析了基坑开挖过程中地下水渗流产生的条件，并从地下水渗流对土体强度的影响、对作用在支护结构上水压力的影响、对土体自重应力的影响3个方面进行了分析。认为地下水渗流增大了支护结构上的土压力，对于粘性土判断采用“水土合算”或“水土分算”的依据不只是土体渗透性的大小，关键在于渗流是否发生。在支护结构的土压力计算中，只要支护结构在开挖和使用阶段基坑外侧存在地下水渗流，对于粘土和粉土应当采用水土分算的计算方法。因此，在基坑工程中，预防和阻止地下水渗流的发生是相当重要的一个环节。     

城市附加磁场与土体结构强度的磁效应机理

从分析城市附加磁场的六种表现形式着手，进行了初步模拟试验，揭示了土体结构强度与城市附加磁场密切相关．提出了土体结构强度磁效应的观点，即城市附加磁场通过几何磁效应、电荷磁效应和磁化学效应以及土体磁敏性元素共同作用来实现对土体性状的影响，改变土的细观结构和结构强度．     

水土作用研究现状与研究要点

从化学机理,化学变化对土体体质影响以及土体微观结构三方面综述了水土作用研究的现状并提出了今后的研究的要点：水土作用研究最终是要建立水化学环境变异条件下土体性质变化的定量预测模型并且解决微观结构,化学过程和人类活动的耦合问题。     

城市区域地下水环境变异的水化学因子分析

调用SPSS程序,通过数学方法对城市区域地下水场变异起重要的组份进行提取,以起重要作用的组份最少组合来作为评价地下水变异的指标体系．针对南宁市3个分区中特征点进行初步分析,表明城市区域地下水年变异水平是城市的建设与发展作用的结果．从历史背景下研究城市区域地下水缓慢变异程度及趋势,对城市地下水演化规律的认识及城市区域的水土相互作用分析具有重要的指导意义．     

水土作用的力学机理探讨

城市建设引起水化学环境变异，水化学变异通过影响土颗粒作用力变化控制土体的稳定状态，通过建立简单的立学模型，讨论了粒间作用力变化机理，并归纳总结了粒间作用力在水化学变异环境下宏表现形式。     

深基坑降水与地面沉降变形三维耦合数值模拟

以比奥固结理论为基础，考虑土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化，将地下水渗流场和土体应力场进行耦合，建立了深基坑降水与地面沉降变形的水土全耦合三维数学模型，并采用三维有限元数值分析方法，以上海市环球金融中心深基坑降水为例，模拟预测了基坑中心水位降至标高-23．4m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征．结果表明，该模型稳定性好，收敛速度快，能模拟复杂三维地质体和整个基坑降水工程的结构。     

粘性土的水土压力计算探讨

粘性土的水土压力计算问题一直是学术界有争论的课题。通过粘性土微观结构对渗透性影响的分析,得出水土压力计算是个动态的过程,采用何种强度指标须考虑时间因素;准确预测水土压力值需考虑非稳定渗流阶段土体的渗流与固结耦合作用;设计所关心的水土压力最大值也是时间的函数。     

水土作用体系中铁对土体强度的影响机理初探

以南宁市地下水为背景，提取变化显著的铁元素作为研究对象。首先介绍水土作用实验的原理及步骤，然后根据实验数据的统计，初步探讨土中铁的含量、存在状态对土体强度的影响机理。     

基坑支护技术在膨胀土地区的应用初探

在膨胀土地区进行基坑施工时,要尽量保持土体的原始应力状态和物理性质,密切注意地表水和地下水的分布及活动状况,尽可能缩短临空面土体暴露时间,以免水土相互作用,给工程带来极大危害.土钉墙是由土钉(包括网面)与土体共同作用而形成的复合土体,较完备地保持了墙后土体原有的结构整体性,从而有效遏制了膨胀土的侧膨胀压力,该技术运用于膨胀土地区基坑支护是行之有效的.     

工程降水引起作用在基坑支护结构上的侧压力改变研究

基坑降水将引起土的性状，地下水的天然状态以及土的有效应力的改变。这些变化对作用在支护结构上的侧压国产生一定的影响。     

基坑工程降水引发的环境问题及对策

基坑工程开挖降水势必引起基坑周围土体内地下水位变化和应力场改变,导致周围土体及建筑环境的变形,对周围环境产生不同程度的影响.基坑工程的环境效应包括支护结构、工程桩施工、降低地下水位、土方开挖等对周围环境的影响,并表现在多方面,基坑开挖降低地下水引起围护结构变形及造成基坑内外土体产生沉降、不均匀沉降和水平位移,可能导致建筑物及市政管线的变形,影响其正常使用,甚至破坏.此外,大量被抽取的地下水往往直接排至下水管网,是对城市水资源的巨大浪费.在对问题分析的基础上研究讨论了相关对策.     

复杂成层土中管桩振动特性分析

为了完善桩基检测理论及提高桩基检测质量,以地下水位面为界限,将管桩侧面土考虑为单相-饱和复杂成层土,进行了单相-饱和复杂成层土中管桩的纵向振动特性研究。首先根据地下水位面分界,分别建立了单相土层和饱和土层与管桩耦合振动的数学模型,然后进行了土体的动力方程求解得出管桩侧面土的剪切复刚度,根据阻抗传递性得到桩顶阻抗,进而得出速度导纳和速度时域的表达式,最后分析了地下水位面变化和地下水位面一定时桩土参数变化对桩顶动力响应的影响,并对比分析了相同参数下桩周土为成层单相土、单相-饱和复杂成层土、成层饱和土时桩顶动力响应的差别,得到了水位影响下复杂土中管桩耦合振动规律。     

基于连续介质模型的海底隧道支护结构受力特征

在含水地层中开挖隧道,地下水的存在一方面会影响隧道周边地层的力学参数,另一方面也会在围岩中产生渗流体积力,进而影响地层的应力和位移.对于埋深较浅而水压力较高的海底隧道而言,支护结构除承受围岩压力外,还要承受很高的水压力.支护结构的受力特征受隧道围岩和支护结构间接触面剪应力、隧道顶板厚度、水深、围岩侧压力系数以及支护结构的厚度和刚度等因素的影响,而经典隧道支护结构内力弹塑性解假设的边界条件与实际情况相差很大.文中阐述了弹性力学应力函数法推导支护结构内力的解析解,并采用数值分析方法研究了海底隧道支护结构的受力特征.通过FLAC3D程序验算了厦门翔安海底隧道Ⅴ级围岩海域段支护结构的内力,比较分析了断面形状对支护结构受力的影响.     

湖泊水位变化对岸坡带渗流及氮素运移的影响试验研究

湖泊岸坡带是湖水与周边地下水及其溶质交互作用的重要区域,湖泊水位变化对岸坡带渗流及其氮素运移转化产生的影响越来越受到重视。利用户外土槽试验,研究了湖泊水位变化对地下渗流中氧化还原环境及其氮素运移转化的影响。结果表明:随着水位的升高,地下水位坡降和渗流速度相应下降,水力停留时间增加。随着湖泊水位的上升,岸坡带土壤内氧化还原电位总体呈下降趋势,氨氮衰减速率减小,硝氮衰减速率升高。地下渗流流速的降低导致地下水及其氮素渗流通量的减小。湖泊水位的周期变化使得岸坡带内土壤湿度、氧化还原环境和硝化反硝化反应的交替变化,从而影响了地下水及其氮素入湖渗流通量。     

富水深基坑降水引起的地表沉降预测

随着城市轨道交通的发展,富水地区地铁深基坑降水引发的工程问题时有发生,引起广泛关注。传统算法计算地基沉降只考虑降水前后土体自重应力的变化。在此基础上进一步考虑渗流动水压力引起的有效应力变化和止水帷幕对土体沉降的约束影响,提出一种简化的计算降水引起基坑外地表沉降的方法。并结合实际工程对该方法进行验证。结果表明:考虑地下水渗透力的影响使降水后土体有效应力较不考虑渗流时增加5%左右,地下水渗流对土体有效应力的影响不可忽略。止水帷幕对土体沉降的约束影响在距支护结构1倍降水深度范围内,计算该范围内土体沉降需将止水帷幕影响考虑在内。同时考虑降水前后自重应力变化、渗透力影响、止水帷幕约束这三者的共同作用,得出的理论计算结果与实测值误差在12%以内,验证了计算方法的有效性。     

栖霞中桥地区岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

岩溶塌陷是岩溶地区一种特有的地质灾害,在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性.栖霞中桥地区位于山东省胶东半岛中北部,区内分布岩溶地层,岩溶发育较为强烈,近年来随着周边人类工程活动强度增大,加之一些自然因素影响,先后发生多次岩溶塌陷,给区内人民群众生产和生活带来了较大影响.以栖霞中桥地区作为研究区,通过收集资料、实地勘查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、水位监测等工作方法取得本区岩溶塌陷、地层、降水、水位等翔实资料,研究分析了本区岩溶塌陷的时空分布规律:时间上主要发生于枯水期与丰枯交替时期,空间上多发生于覆盖型岩溶区岩溶水径流通道的两翼且地下水水力坡度急剧变化地段,均为断裂构造上盘区,第四系厚度多小于25 m,为黏性土与砂土互层的多层结构,与基岩面接触的岩性为粉质黏土及碎石土.在此基础上,分析了该区地下水位、降水变化对岩溶塌陷的影响机理:塌陷发生期间,区内地下水水位呈持续下降、骤然上升或上下起伏变化,已形成的土洞负压与高压相互交替,对土洞顶板产生吸力与压力,剪应力快速降低,岩溶地层上覆土体无法承受自身重力条件下引发岩溶塌陷,是潜蚀、真空、气爆及重力作用相互作用的结果,以潜蚀、真空效应为主.为栖霞市各级政府及相关主管部门开展岩溶塌陷地质灾害防治、地区规划建设等提供地质科学依据,为胶东半岛岩溶塌陷后续相关分析研究工作提供翔实的理论基础.     

窑河洼新灰场附近浅层地下水水质的预测

本文应用二维对流——弥散型水质模型,对窑河洼新灰场使用后,其附近浅层地下水水质进行了定量预测。预测结果表明,新灰场对周围浅层地下水水质影响的范围和程度是有限的。