西安高新区工程性地面沉降机理数值分析

论文摘要

地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。地面沉降具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。近些年来,随着社会经济的快速发展、人类工程活动的增强和规模的增大,使得地面沉降灾害的发生频率与影响程度呈上升趋势。目前针对地面沉降的研究主要侧重于抽取地下水引起的地面沉降,然而城市建设对地面沉降的影响范围及程度已上升到了不容忽视的地步。西安市是地质灾害发生频率较高的地区之一,地面沉降灾害也较严重。西安高新技术产业开发区自建立以来,工业厂房的建设、人口数量的不断增长,致使大量的高层建筑物密集建设,加重了高新区的地层负担,加剧了地面沉降现象的发生。本文首先详细介绍了西安市的地质背景条件,总结了西安市地面沉降的发育过程并对其成因机理进行了分析。然后,对高新区的土层性质进行了详细描述与分析,结合其工程建设情况,总结出此区域的工程性地面沉降的特征及成因机理。最后以西安市高新区枫林华府7#住宅楼为例,利用FLAC3D软件对上部建筑荷载引起地面沉降进行了数值模拟研究,验证了模拟程序及模拟参数的可行性与适应性,在此基础上,对高新区的典型区域科技路与高新路区域进行了区域工程性地面沉降的数值模拟,分析得出了工程建设引发的地面沉降其影响规律及特点等,并提出了防治措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外地面沉降发展现状
• 1.2.2 国内外地面沉降研究现状
• 1.2.3 工程性地面沉降研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 第二章 西安地区地质背景
• 2.1 自然地理概况
• 2.2 地质环境背景条件
• 2.2.1 地形地貌
• 2.2.2 地层岩性
• 2.2.3 地质构造
• 2.2.4 气象水文
• 2.2.5 水文地质条件
• 2.3 土层的物理力学性质
• 2.3.1 土层的物理性质
• 2.3.2 土层的力学性质
• 2.4 人类工程经济活动
• 第三章 西安地面沉降发育特征及机理分析
• 3.1 西安地面沉降概况
• 3.2 西安地面沉降发展阶段
• 3.3 西安地面沉降的特征
• 3.4 西安地面沉降形成机理分析
• 3.4.1 自然因素引起的地面沉降分析
• 3.4.2 人为因素引起的地面沉降分析
• 第四章 西安高新区工程性地面沉降特点及机理分析
• 4.1 西安高新区工程地质条件
• 4.1.1 工程地质概况
• 4.1.2 水文地质概况
• 4.2 西安高新区工程建设概况
• 4.3 西安高新区地面沉降现状及特征
• 4.4 西安高新区地面沉降控制因素与机理分析
• 第五章 工程性地面沉降的数值模拟
• 5.1 FLAC简介
• 5.2 单体建筑模型的建立及求解分析
• 5.2.1 地层的概化
• 5.2.2 假定条件
• 5.2.3 建立模型及网格划分
• 5.2.4 边界条件
• 5.2.5 参数的选取
• 5.2.6 桩数设定及分布设置
• 5.2.7 模型计算与结果
• 5.2.8 结果分析
• 5.3 区域性建筑模型的建立及求解分析
• 5.3.1 地层的概化
• 5.3.2 假定条件
• 5.3.3 建立模型及网格划分
• 5.3.4 边界条件
• 5.3.5 参数的选取
• 5.3.6 模拟计算与结果
• 5.3.7 模拟结果分析
• 5.4 模拟结果分析小结
• 5.5 防治措施
• 第六章 结论和建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 附录1: 枫林华府7#平面轮廓简图
• 附录2: 枫林华府7#工程地质图1-1'剖面图
• 附录3: 枫林华府7#工程地质图2-2'剖面图
• 附录4: 枫林华府7#工程地质图3-3'剖面图
• 附录5: 枫林华府7#工程地质图4-4'剖面图
• 附录6: 枫林华府7#桩位平面布置图
• 附录7: 西安高新区钻孔分布图
• 附录8: 研究区工程地质图1-1'剖面图
• 附录9: 研究区工程地质图2-2'剖面图
• 附录10: 研究区工程地质图3-3'剖面图
• 附录11: 研究区工程地质图4-4'剖面图
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢