第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 地面沉降概念 1
1.1.2 地面沉降的危害 2
1.1.3 地面沉降的地质模式 3
1.1.4 研究意义 3
1.2 国内外研究现状及发展趋势 4
1.2.1 地面沉降的机理研究 5
1.2.2 模型研究 9
1.2.3 地面沉降监测技术研究 12
1.2.4 地面沉降防治措施研究 14
1.2.5 地面沉降研究值得关注的几个前沿问题 16
第二章 研究区概况 18
2.1 自然地理概况 18
2.1.1 地形地理 18
2.1.2 气象水文 19
2.2 太原断陷盆地的地质、水文地质特征 21
2.2.1 地质特征 21
2.2.2 水文地质特征 27
2.3.1 浅层水水位动态特征 29
2.3 地下水位动态特征 29
2.3.2 深层水水位动态特征 32
2.3.3 地下水位空间变化特征 33
2.3.4 地下水水位动态变化影响因素分析 34
2.4 第四系工程地质特征 35
2.4.1 工程地质层的划分原则 35
2.4.2 各主要工程地质层的性质 35
第三章 太原市地面沉降的时空分布规律 38
3.1 数据采集 38
3.1.1 水准测量 38
3.1.2 分层标测量 39
3.2 太原市地面沉降时空变化规律 45
3.2.1 1956—1981年地面沉降分布规律 45
3.2.2 1981—1989年地面沉降分布规律 45
3.2.3 1989—2000年地面沉降分布规律 49
3.3 太原市不同地层地面沉降分布规律 50
3.3.1 分层标孔地下水动态观测 50
3.3.2 分层标孔不同层位沉降量差异 53
第四章 太原市地面沉降成因分析 57
4.1 构造活动对地面沉降的影响 57
4.2.1 地下水开采与地面沉降的演变关系 59
4.2 地下水开采对地面沉降的影响 59
小结 67
4.2.2 地下水位降落漏斗与地面沉降中心空间分布关系 67
第五章 断陷盆地地层与构造对地面沉降分布的影响 71
5.1 地层对沉降分布的控制作用 72
5.1.1 粘性土厚度的分布对沉降分布影响 72
5.1.2 地层组合对地面沉降的影响 73
5.1.3 工程力学性质对地面沉降的影响 83
5.2 构造对沉降分布的控制作用 84
小结 87
6.1.1 样品采集 88
6.1.2 室内试验方法及数据整理 88
第六章 太原市地面沉降机理的实验研究 88
6.1 样品采集及实验方法 88
6.1.3 土体压缩特性 90
6.2 太原市地面沉降机理研究 93
6.2.1 有效应力波动图 95
6.2.2 抽水引起的有效应力和孔隙水压力的变化 98
6.2.3 土层的性质及变化与地面沉降的关系 99
小结 101
7.1.2 土体压实模型 102
7.1.1 地下水流数学模型 102
第七章 太原市地面沉降数值模拟与预测 102
7.1 地面沉降数学模型及实现手段 102
7.1.3 求解地面沉降模型的手段与过程 104
7.2 模型概化 105
7.2.1 模拟区范围、模拟时段与单元剖分 105
7.2.2 边界条件概化 107
7.2.3 太原市地下水开采情况 112
7.3 水文地质参数的确定 112
7.4 模型拟合结果 113
7.5 对不同压缩层沉降量的分析 119
7.6 地面沉降预报 123
7.7 地面沉降的防控措施 131
第八章 结论与建议 133
8.1 结论 133
8.2 建议 135
8.2.1 太原市地面沉降监测工作的建议 135
8.2.2 加强沉降机理研究 135
参考文献 136
附表一 高压固结实验成果 144