山区人工填土对地下水水位影响及治理措施

论文摘要

山区修建工业场地多通过人工挖填方的方式实现,需要将原先的沟谷用土回填。人工回填可能将局部抬高地下水排泄基准面,造成场地地下水位变化,并由此引起人工填土层力学指标下降,导致场地失效等危害,因此降水就成为了这些工程成败的关键之一在施工地区进行建立地下水流数值模型,预测人工填土后地下水水位变化,并对人工填土产生的工程危害提出降水方案具有重要的实际意义。本文以平朔矿区东露天煤矿工业场地为例,在掌握了区域水文地质、工程地质条件和抽水试验成果的基础上,采用基于Modflow的地下水流三维稳定流数值模型,对工业场地人工填土所造成的地下水位变化特征进行了分析,表明人工回填抬高了地下水排泄基准面,将导致地下水位大幅上升,有必要采取工程措施进行控制。通过分析对地下水位影响较大的几个因素,提出了几个对比的降水方案,最终提出了采用槽仓、输煤暗道侧壁排水孔与槽仓、工业场地周边大口径渗水(降水)井排结合的防治措施,控制场地内地下水位上升,并采用数值模型验证了降水措施的有效性。本文主要得出以下结论：1、工业场地内人工回填将导致区内稳定地下水位显著上升,这可能导致场地地基土强度下降而引发场地失效,有必要采取工程措施降低地下水位。2、在麻地沟及其支沟内敷设盲沟有利于降低地下水位,盲沟降水效果的主要影响因素为盲沟尺寸、充填物质的透水性能。3、场地东侧露天坑的开挖将导致区内部分地下水向西排泄至露天坑中,有利于降低场地内地下水位；但由于模拟区地层透水性较差,加之可能存在来自煤矿北排土场的地下水侧向补给量,模拟区内地下水位仍存在进一步上升的可能。4、通过对地下水位影响因素的对比分析,拟定出不同的降水方案,代入模型运算最终提出并验证了采用槽仓、输煤暗道侧壁排水孔与大口径渗水(降水)井的方式能有效降低槽仓周围地下水位,保持地基土强度,有利于槽仓护壁边坡的稳定。5、在工业场地南、西、北三面采用大口径渗水(降水)井排方式能有效降低场地内地下水位,保持地基土强度,有利于保持场地的稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第—章 绪论
• 1.1 选题依据及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展
• 1.2.1 数值模拟研究现状
• 1.2.2 降水技术的发展状况
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文创新点
• 第二章 东露天煤矿自然地理及地质概况
• 2.1 自然地理
• 2.2 地形地貌
• 2.3 气象水文
• 2.4 区域地层及地质构造
• 2.4.1 区域地层
• 2.4.2 区域地质构造
• 第三章 水文地质与工程地质条件
• 3.1 水文地质条件
• 3.1.1 含水岩组特征及赋存条件
• 3.1.2 地下水补给、径流、排泄条件
• 3.2 工程地质条件
• 3.2.1 岩土物理力学性质分析
• 3.2.2 主要环境工程地质问题
• 第四章 三维渗流场模拟
• 4.1 水文地质概念模型及其数学描述
• 4.2 水文地质参数
• 4.3 数值模拟
• 4.3.1 计算域剖分
• 4.3.2 三维几何模型
• 4.3.3 三维地质模型
• 4.3.4 三维水文地质数值模型
• 4.3.5 天然稳定渗流场特征
• 第五章 渗流场变化特征及其危害防治措施
• 5.1 渗流场变化特征
• 5.1.1 回填后地下水渗流场变化特征
• 5.1.2 水位上升时间估算
• 5.1.3 各地层透水性影响
• 5.1.4 盲沟效果
• 5.1.5 露天坑影响
• 5.2 危害防治措施
• 5.2.1 槽仓降水措施
• 5.2.2 工业场地降水
• 5.2.3 综合治理措施
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的成果
• 致谢