上海地面沉降的數(shù)值模擬.pdf

1、早在1921年，上海就發(fā)現(xiàn)存在地面沉降問題，進入二十世紀八十年代以來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是工程建設的迅猛發(fā)展，上海地面沉降問題日益嚴重。 本研究在歸納總結國內(nèi)外地面沉降研究現(xiàn)狀、特別是地面沉降數(shù)值模擬研究中存在的不足的基礎上，基于對現(xiàn)有上海地區(qū)地面沉降長期觀測資料的分析研究，自主開發(fā)了基于水-土完全耦合理論的地面沉降數(shù)值模擬有限元程序，并對上海浦東塘橋地區(qū)地面沉降進行了模擬計算。數(shù)值計算結果與實測數(shù)據(jù)的對比表明：本研究

2、提出的有限元計算程序能較為有效地模擬計算區(qū)的地面沉降，計算結果與實測數(shù)據(jù)吻合較好。同時，數(shù)值計算結果表明：第一軟土層、第四含水層以及第四硬土層為計算區(qū)的主要沉降層，地下水開采與大規(guī)模地城市建設是計算區(qū)地面沉降的主要影響因素。 本文研究在以下方面具有創(chuàng)新性。首先，文章在研究了我國現(xiàn)有針對上海、天津市建立的地面沉降模型的基礎上，采用了能反應地下水三維滲流與土體三維變形的水-土完全耦合模型，以解決準三維滲流模型以及兩步法的耦合方式帶來

3、的不足；其次，通過研究各土層變形與地下水水位變化的關系以及主要沉降層的變形特征，提出對于第一軟土層、第四硬土層和第四含水層，彈性理論無法合理地解釋其變形特性，必須引入彈塑性理論對其變形進行研究；再次，在土體彈塑性本構模型的選擇上，通過對地面沉降中土層變形特性的研究，首次將下負荷面tij模型引入了地面沉降數(shù)值模型中，因為下負荷面tij模型在模擬土體真三維變形中有著其它模型不可比擬的優(yōu)勢，同時能適用于超固結土。以上各點使得本文的地面沉降模型