【摘 要】
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地面沉降是现如今最严重的自然地质灾害之一,其形成缓慢且难以察觉,但由于危害较大,对全球人民的生活、经济造成了巨大的损失。由于对地面沉降的变形机理的认识不够精细,不能全面地了解并掌握地面沉降致灾机理以及预测地面沉降发展规律,政府不能及时预防地面沉降的形成并提前出台防治政策,来防止地面沉降造成的危害。因此,需要一种合理且有效的地质体监测手段对地面沉降进行精细化的监测,分布式光纤感测技术在各场所都具备了
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地面沉降是现如今最严重的自然地质灾害之一,其形成缓慢且难以察觉,但由于危害较大,对全球人民的生活、经济造成了巨大的损失。由于对地面沉降的变形机理的认识不够精细,不能全面地了解并掌握地面沉降致灾机理以及预测地面沉降发展规律,政府不能及时预防地面沉降的形成并提前出台防治政策,来防止地面沉降造成的危害。因此,需要一种合理且有效的地质体监测手段对地面沉降进行精细化的监测,分布式光纤感测技术在各场所都具备了常规地质体监测技术不能比拟的巨大优势,其主要特点是适应了土木工程各种地质体中的分布式、长距离和大规模的监测要求,并被广泛应用于土木工程的地质健康监测中。本文利用分布式光纤感测技术,以抽水引起的地面沉降为研究背景,对位于盐城市响水县陈家港中心小学内的土层变形及孔隙水压力变化情况进行了精细化的过程研究,并模拟研究了抽水后陈家港地区土层的各场的变化情况,再将监测结果与模拟结果进行对比分析,主要工作及取得的研究成果如下:(1)在盐城市响水县陈家港中心小学一350m钻孔中布设光纤传感器及传感光缆,并对该地区地层进行含水层的系统划分,设计了钻孔全断面DFOS监测系统,进行了长达两年的监测。(2)对研究区的应变场、变形场、水分场监测结果进行精细化分析,对土体的变形趋势、压缩回弹、水位波动及孔隙水压力的变化进行深入分析,确定了含水层变形与地下水位变化的影响关系,解释了地面沉降由抽水引起的具体原因,深入探究了造成浅部含水层变形和深部含水层变形的主要因素。(3)利用三维有限元模拟软件ABAQUS对陈家港部分地区展开地面沉降模拟研究,并与监测的数据进行对比分析。结果表明,陈家港地区250m以上土层变形趋势与监测值基本相近,并且土层的压缩与回弹趋势基本一致;各含水层孔隙水压力模拟值与监测值变化趋势基本一致。但由于实际工程存在可变因素太多,模拟值较监测值比偏小。
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