常州地区地面沉降及地层压缩性研究.pdf

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1、地质与勘探V01．45No．5第45卷第5期2OO9年9月GE0IJ0GYANDEXPL0RAI1IONSeptember，2OO9常州地区地面沉降及地层压缩性研究王光亚，于军，吴曙亮，武健强(江苏省地质调查研究院，南京210018)[摘要]系统分析了常州地区地下水开采动态和地面沉降发生发展历史，概述了研究区地面沉降的框架，在此基础上，系统研究了常州市分层标从1984年至20O2年的分层沉降资料。根据常州地区地下水含水层系统及土层特性．将研究区松散土层垂向划分为四个不同层次，分别研究了它们的压缩变形历

2、时特性及其与累计地下水开采量的关系，研究了各自的应变特性。由于土层结构及物理力学性质的不同、地下水开采层次及强度的差异、土层不同应力历史的影响等诸多因素的综合效应，导致了地面沉降及分层压缩特性的显著差别。常州地区的主要压缩层为第1I承压含水层的顶板弱透水层，与含水层距离近的土层变形量及应变量均较大，其次是第1I承压含水层本身及其与第1II承压含水层之间的弱透水层。地面沉降及地层压缩与地下水开采之间的滞后效应在常州地区表现得并不明显，这一点至少在月或年的时间尺度上是正确的。[关键词]分层标地面沉降地层压

3、缩特性常州[中图分类号]P641[文献标识码]A[文章编号]o495～533l(20o9)05-0612—09WangGuang—ya。YuJim。WuShu—liang，WuJian—qiang．LandsubsidenceandcompressionofsoilLayersinChflfl~OllareaEJ]．GeologyandExploration．2OO9，45(5)：612-620．厚的第四系松散覆盖，厚度约120～240m。隐伏的基岩0引言地层有碳酸盐岩和碎屑岩。在松散层中发育潜水、第

4、开采地下水导致的地面沉降是一种非常普遍存在1、II、III承压含水层等四个含水层组。常州地区地下水的缓变性地质灾害现象¨J。地面沉降可能导致的地的主要开采层位是第1I承压含水层，其次是第1和第质环境效应和经济效应⋯引起了政府、社会、产业届和1II承压含水层。学术届的广泛关注。由于大量开采地下水，自60年代起，常州地区开对于那些依赖地下水作为人民生活和工业生产的始出现地面沉降迹象，如，水井井管相对抬升、地面开重要水源的城市来说，地下水开采引起的城市区域地裂等。1979—1983年期间实施的常州市I等水准

5、测量，面沉降是相当平常的。大约20年前，至少8个城市区揭示该市地面平均下沉300ram左右，累计最大沉降量域报道了地下水开采对经济的重大影响j，在一些人已达512mlTl，在东方印染厂。口稠密的亚洲大都市情况更加严重，如曼谷、雅加达、为了查明地下水开采与地面沉降的内在联系，以大阪、上海、东京’。地面沉降在中国东部沿海城市及不同深度、不同岩陛土层的不同压缩规律，1983年底区域具有广泛的挑战胜'“j。在位于常州地下水降落漏斗中心区内的国棉一厂至常只要开采地下水，地面沉降就是不可避免的，但是化厂区域内的清

6、凉小学校园内，建立了江苏省当时唯通过政府立法、长期监测，依靠产业发展计划和技术进一的一组地面沉降监测标，包括基岩标和分层标和地步，可以得到很好的控制。适当的产业计划和抽取技面标，其中基岩标1座，副标1个，分层标10个，副标术具有重要意义f’。10个；1984年1月，建地表水准点l座。常州地处长江三角洲经济区，北临长江，南靠太1984年起开始监测标的沉降观测，至2002年湖。除焦溪一带有基岩出露外，其余广大地区均为较已经成功进行了19年，记录到的累计地面沉降量达[收稿日期]2oo9—04一l4；[修订日

7、期]2oo9—09一Ol。[责任编缉]王梅。[基金项目]国土资源部、江苏省政府合作项目“江苏省生态环境地质调查与监测”(2oo3123oooo9)之子专题“苏锡常地区地面沉降地质结构三维可视化模型研究”资助。[第一作者简介]王光亚(1966年一)男，博士生，高级工程师，主要从事工程地质、环境地质及环境岩土工程等方面的研究工作。612第5期王光亚等：常州地区地面沉降及地』上缩性研究668．16ram，目前沉降速率趋缓，已由第一个监测年厂)。1984年的地面沉降量为69．67mm。的69．17mm／a下降

8、到2002年的9．9mm／a。这是有效控制地下水开采的结果，也是松散结构土层压密、固结特性的具体体现。本文根据常州市地面沉降监测分层标近20年的长期监测资料，详尽地分析了地下水开采权条件下的地层压缩性。1地下水开采众所周知，地下水超量开采是导致区域性地面沉降主要诱发因素之一。虽然在时间上地面沉降与地下水水位降落存在一定的滞后效应_7·J，但在空间上，地面沉降与地下水的开采量及地下水水位降落漏斗均存在明显的对应关系。图1常州地区1979—1983年累计地面