上海市地下水位大幅抬升条件下土层变形特征分析

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1、2015年6月，第21卷，第2期，243—254页高校地质学报June2015，Vo1．21，No．2，PP．243—254GeologicalJournalofChinaUniversitiesDOI：10．16108／j．issn1006-7493．2014195上海市地下水位大幅抬升条件下土层变形特征分析罗跃，叶淑君，吴吉春，焦殉，王寒梅1．南京大学地球科学与工程学院，南京210023；2．国土资源部地面沉降监测与防治重点实验室，上海地质调查研究院，上海200072摘要：过去对地下水位持续下降条件的地面沉降研究较多，但对水位大幅持续抬升过程中的地面沉降研究较少。

2、本文根据上海大量地面沉降、水位观测和钻孔资料，系统分析上海市90年代末以来地下水位大幅抬升条件下各土层的变形特征。自1998年以来，上海市通过大幅压缩开采量、回灌地下水等措施使第二、三、四和五承压含水层水位分别平均抬升2．1m，3．6m，12．4m，12．7m。水位的抬升使上海市地面沉降平均速率由1998年的12．2mm／a减小到2011年的1．83mm／a，减少85％。通过对27组分层标数据分析发现：现阶段主要压缩层位在第一、二软土层，年沉降速率为2～4mm／a；而第二含水层以下土层已经有少量回弹。在水位持续大幅抬升过程中，本文总结了两种变形特征：1)变形和水位变化

3、基本同步，残余变形量非常小，变形可概化为线弹性变形，这种变形主要发生在第一、二、三和五承压含水层、第五和六弱透水层；2)压缩速率逐渐减小，无明显持续回弹趋势，有较大残余压缩量且存在变形滞后现象，变形可概化为弹塑性变形，这种变形主要发生在地第二、三和四弱透水层。第四承压含水层变形较复杂，两种变形特征都有。其中较大残余变形量主要由塑性贮水率比弹性贮水率大2个数量级引起；变形滞后主要由弱透水层中超孔隙水压力消散较慢引起。本文研究成果对于掌握水位抬升过程中土层变形方式、发生发展机理、预测未来地面沉降及地下水科学管理和资源评价具有重要意义。关键词：变形特征；弹性变形；滞后变形；

4、地面沉降中图分类号：P641．2文献标识码：A文章编号：1006—7493(2015)02—0243一l2Characterizati0nofLandSubsidenceDuringRecoveryofGroundwaterLevelsinShanghaiLUOYue’，YEShujun，WUJichun，JIAOXun，WANGHanmei1．SchoolofEarthSciencesandEngineering，NamingUniversity，Nanjing210023，China；2．KeyLaboratoryofLandSubsidenceMonitorin

5、gandPrevention，MinistryofLandandResources，ShanghaiGeologicalSurvey，Shanghai200072，ChinaAbstract：Previousresearchwasfocusedmainlyonlandsubsidenceduringdeclineofgroundwaterlevels．However，therehavebeenfewstudiesforlandsubsidenceduringtherecoveryofgroundwaterlevels．Thispaperanalyzesthedefor

6、mationofeachindividualaquiferoraquitardafter1998，whengroundwaterlevelsinaquiferscontinuedtoriseduetoreducedpumpageandincreasedartificialrecharge．From1998to2012，theaveragegroundwaterlevelinthesecond，third，fourthandfifthconfinedaquifersroseOllaverageby2．1m，3．6m，12．4mand12．7m，respectively．

7、BecauseoftherecoveryofgroundwaterlevelsinShanghai，thelandsubsidencerategraduallydecreasedfrom12．2mm／ain1998to1．83mm／ain2011．Andthestratabelowthesecondconfinedaquiferevenbecameupliftedafter2009．Landsubsidencewasprimarilycontributedbycompactionofthefirstsoftlayerwithacompactionra