城市建设对地面沉降影响的研究

论文摘要

随着城市建设的快速发展,由于大规模城市建设所造成的地面沉降日益显著。论文主要从地基附加应力特点和地基土压缩特性两方面研究城市建设对地面沉降的影响。首先在建筑物均匀分布的情况下,将建筑物分别等效为线荷载、条形荷载、集中荷载、矩形荷载,进行了地基中附加应力特点的分析。在此基础上,统计了北京部分建筑物间距,运用数理统计的方法得到了建筑物间距的随机分布规律。并且在该随机分布下,将建筑物分别等效为线荷载和集中荷载,进行了地基中附加应力特点的分析。论文同时分析了地基土层压缩特性对地面沉降的影响,对大量建筑物作用下沉降影响范围进行了初步探讨。结合某开发区的规划建设,研究了软土地基上开发区建设对邻近堤防的影响。论文主要得到如下结论:1)对北京部分建筑物的统计分析表明,建筑物间距在东西方向上服从Gamma分布,在南北方向上服从对数正态分布;2)建筑物无论是均匀分布还是随机分布,在大量建筑物荷载作用下,地基中附加应力特点与单体建筑物下附加应力特点明显不同。大量建筑物下地基中附加应力相互叠加,在深度约等于建筑物平均间距处可以近似等效为大面积均布荷载,并且该荷载集度在很大深度范围内不衰减;3)地基土模量按照指数函数规律变化时,地基沉降是有限值;按照幂函数规律变化时,只有幂指数大于1,才能使得沉降为有限值。对给定压缩层厚度h0有影响的建筑物的范围是有限的,如果以附加应力σh0≤0.01q（q为大面积均布荷载的集度）作为标准,那么在距离该点3.5 h0水平范围外的建筑物荷载的影响可以忽略。4)随着建筑物与堤防距离的增加,堤防的沉降值逐渐减小。这种减小的效果在距离较近时比较显著。当建筑物与堤防距离较近时,将地表荷载转移至地下较硬土层中能明显减小沉降,当距离较远时,这种方法对沉降减小作用不明显。对于相对均质地基,荷载移入土层深度足够大时,才会有沉降的减小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 综述
• 1.1 地面沉降及其影响因素
• 1.2 城市建设引起地面沉降的研究现状
• 1.2.1 地基土中荷载特点
• 1.2.2 地基土压缩特性
• 1.2.3 地基压缩层厚度
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 建筑物均匀分布下等效影响荷载分析
• 2.1 建筑物等效为线荷载
• 2.2 建筑物等效为条形荷载
• 2.3 建筑物等效为集中荷载
• 2.4 建筑物等效为矩形荷载
• 2.5 荷载作用在不同土层深度对地基附加应力的影响
• 2.6 本章小结
• 第3章 建筑物随机分布下等效影响荷载分析
• 3.1 建筑物随机分布规律
• 3.1.1 建筑物间距数据样本的采集
• 3.1.2 数据样本异常值的剔除
• 3.1.3 建筑物间距的规律性研究
• 3.2 线荷载下等效影响荷载的分析
• 3.3 集中荷载下等效影响荷载的分析
• 3.4 建筑物随机分布与均匀分布的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 大量建筑物下沉降影响范围的初步探讨
• 4.1 地基土压缩特性的探讨
• 4.1.1 压缩模量为幂函数型
• 4.1.2 压缩模量为指数函数型
• 4.2 大面积荷载作用沉降影响深度的试验研究
• 4.2.1 地基土沉降量随深度的变化规律
• 4.2.2 孔压、超孔压随深度的变化规律
• 4.3 大量建筑物作用的水平影响范围分析
• 4.3.1 建筑物等效为均匀分布荷载
• 4.3.2 建筑物等效为等间距分布线荷载
• 第5章 某开发区建设对堤防的影响
• 5.1 研究区域概况
• 5.2 研究区域的模型概化
• 5.3 建筑物离堤防的距离对堤防的影响
• 5.3.1 考虑研究区域所有建筑物荷载对堤防的影响
• 5.3.2 仅考虑研究区域新建建筑物荷载对堤防的影响
• 5.4 建筑物持力层的选择对堤防的影响
• 5.4.1 持力层在第3 层土
• 5.4.2 持力层在第5 层土
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 北京部分建筑物间距统计图
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果