高层建筑引发地面沉降模拟预测三维流固全耦合模型

作     者：付延玲 骆祖江 廖翔 张建忙 Fu Yanling Luo Zujiang Liao Xiang Zhang Jianmang

作者机构：河海大学地球科学与工程学院南京211100 

出 版 物：《吉林大学学报（地球科学版）》 (Journal of Jilin University：Earth Science Edition)

年 卷 期：2016年第46卷第6期

页      面：1781-1789页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：河北省重大科研项目(CZCG2012055) 

主　　题：高层建筑荷载 地面沉降 比奥固结理论 地下水渗流 三维全耦合数学模型 河北沧州 

摘      要：为了准确预测由高层建筑引发土体应力场和渗流场变化而导致的地面沉降,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系拓展到黏弹塑性,并考虑了土体孔隙度、渗透系数及变形参数随有效应力的动态变化关系。以河北省沧州市为例,建立了沧州市高层建筑荷载、地下水渗流与土体变形三维流固全耦合数学模型。在对模型进行识别、验证的基础上,模拟预测了沧州市在地下水停采、仅存在高层建筑荷载的影响下,从2010年12月底到2025年12月底逐年的各含水层组地下水流场变化特征和地面沉降发展趋势。结果表明:沧州市由高层建筑荷载引发的最大地面沉降量为40.57mm,最大地面沉降速率为2.7 mm/a,位于沧州市区。