常州市地面沉降三维数值模拟

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1、毕业论文题目：堂州立地面沉隆三维数值槿拟地质工程专业08级硕士生姓名：何佳佳指导教师(姓名、职称)：张云教授摘要地面沉降是一种地面高程降低的地质现象，属于城市地质灾害的一种。常州市由于过量开采地下水，导致地面沉降漏斗逐渐增大，地面沉降问题日益严重。本文主要研究了常州市地面沉降特征及其数值模拟。本文对于地面沉降模型、数值模拟方法研究现状及其目前地面沉降计算程序的开发概况进行了全面的介绍，并指出了各种地面沉降模型的优缺点和计算程序的不足。整理和分析了常州市地面沉降监测资料和地下水水位观测资料，指出该地区地面累计沉降变形和各压缩层的变形都与地下水水位变化密切相关。本文采用FLAC3D

2、进行常州市地下水开采引起地面沉降的数值模拟，该程序具有强大的渗流计算功能，能够解决完全饱和及有地下水变化的渗流问题；与两步走计算模型和部分耦合模型相比，其在准静态的Biot理论框架下描述土体力学变形和流体渗流之间的相互作用，可以进行三维的完全流．固耦合计算，并且操作简单，具有强大的后处理功能。对于该地区地面沉降特征的分析可得出：地面累计沉降变形速率和各压缩层的沉降变形速率都随着地下水位逐渐恢复而减小；第二弱透水层为该地区的主要压缩层，压缩量占总沉降量的一半以上；第二承压含水层和第三承压含水层砂土层的压缩变形在地面沉降计算中不可忽视，为次要压缩层。利用FLAC3D程序的摩尔．库伦

3、弹塑性模型和流．固耦合模式，对常州市承压含水层边界水位变化情况下的地面沉降变形进行了建模，模拟得到考虑越流的承压含水层边界水位下降时，土层压缩变形逐渐增加，水位回升时，距离边界较远处仍发生地面沉降。将模拟结果与实际监测沉降变形特征进行对比，其规律和趋势基本一致，表明该程序模拟不同水位变化下的沉降变形是有效和可行的。最后绘制了研究区含水层的水压力等值线图、垂直向和水平向位移等值线图以及剖面位移等值线图。关键词：常州承压水抽水地面沉降三维数值模拟FLAC3D流．固耦合

4、

5、UlIlUlIIIIIIIMIIlY2373103IITHESIS：3DNumericalSimulationo

6、fLandSubsidenceinChangzhouSPECIALIZATION：GeologicalEngineeringPOSTGRADUATE：HeJiajiaMENTOR：Prof．ZhangYunAbstractLandsubsidenceisoneofgeologicalhazardsofcity,whichischaracterizedbygroundelevationdecreasing．IttookplaceinChangzhouforhumanactivitiesofover-pumpingundergroundwaterandgotmoreandmores

7、eriouswithareasofsettlementfunnelsincreasinggradually．Inthispaper,thecharacteristicsoflandsubsidenceinChangzhouwerestudiedandmodeled．Afterthespecificintroductiontothepresentsituationofnumericalsimulationforlandsubsidence，aswellasmathematicalmethodsanddevelopmentofcomputerprograms，theadvantag

8、esanddisadvantageswerepointedoutofthesemodelsandprogramsinthispaper,andthemonitoreddataofsoildeformationandgroundwaterlevelwerecollectedandanalyzed，whichindicatedthatthecumulativelandsubsidenceanddeformationofcompressivelayersbothhasacloserelationshipwithgroundwaterlevelinChangzhou．Inthispap

9、er,FLAC3Dwerechosetomodelgroundsettlementinducedbygroundwaterwithdrawal，becauseofitspowerfulcapabilitytosolveproblemsoffluidseepageinsaturatedporousmedia．Moreover,comparedwithtwo—stepmodelandpartlycoupledmodel，theformulationofcoupleddeformation．dif