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软土中水位升降引发的固结解析理论研究

陶立为

  抽取地下水引发的地面沉降问题日益严重。在我国的沿海地区普遍存在着深厚的软粘土层,这些弱透水层的压密释水是造成地面沉降的主导因素。因此,研究这些弱透水层的固结问题对于地面沉降的预测具有重要意义。另一方面,地下水非稳定流解析解对于地面沉降的计算也十分重要,然而,现有解均或多或少存在着错误或不足。例如,现有关于圆形区域隔水边界条件下地下水非稳定流的解析解存在两大问题:一是点井假设下的解析解存在错误,二是考虑井径的解析解是近似解。针对上述问题,开展了如下研究工作: 1.推导了水位瞬时下降引发的软土一维固结解析解。推导了水位任意变化引发的软土一维固结普遍解,并针对常见的水位变化形式给出了解析解。与太沙基一维固结理论对比,结果表明:软土层上下均为含水层情况下,单侧含水层水位下降1m能够引起软土层产生相当于其顶面施加5kPa均布荷载所引起的总压缩量。软土层一侧为含水层,一侧为隔水层情况下,含水层水位下降1m能够引起软土层产生相当于其顶面施加10kPa均布荷载所引起的总压缩量。水位瞬时下降情况下,平均固结度解和太沙基解相同。 2.推导了初始水头沿深度非均布时水位瞬时下降引发的软土一维固结解析解,并初步探讨了考虑软土非线性、流变性以及成层性时水位升降引发的软土一维固结解析解的研究。 3.推导了圆形区域隔水边界条件下考虑井径的地下水非稳定流解析解,并修正了现有文献中点井假设下的地下水非稳定流解析解。算例分析结果表明:对于一般的工程应用,点井假设是合理的。点井假设对降深造成的误差很小,且误差随离抽水井距离的增大而减小……   
[关键词]:地面沉降;水位下降;解析解;弱透水层;一维固结;非稳定流;圆形区域;隔水边界
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2011年
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