天津地区地下水开采对京沪高速铁路路基沉降影响研究

摘要

地下水开采主要是指人们对于地表以下水资源的开发和利用。随着改革开放的进行，我国正处在一个高速发展时期，以高速铁路为主的各种工程活动也越来越频繁，人们对于水资源的需求量也日益增大。以往的数据资料表明地面的沉降现象与地下水开采存在着一定的相关关系。我国很多地区由于超量开采地下水导致地面沉降的现象变得日益突出，带来的经济损失也是越来越大。天津市地处华北平原，是我国的直辖市，也是环渤海地区地经济中心。京沪高铁所经过的该地区地面沉降现象较为明显，随着该地区地面沉降现象变得日益严重，给高速铁路的建设和运营造成了很大的影响，针对地下水开采引起的地面沉降对京沪高速铁路存在的影响进行相关研究，对于京沪高速铁路的正常、安全运营具有重要的意义。
　　 本文以京沪高铁所经过的天津段为研究对象，全面调查了该地区的地下水开采状况和地面沉降的地质背景，结合天津地区的自然地理、区域地质构造、工程地质及水文地质条件以及地面沉降发育基本状况，分析研究了天津地区地面沉降的形成机制和沉降特征以及影响因素。通过对往年的地面沉降和地下水的开采的情况进行分析，得出两者之间的相关关系。在此基础上，根据以往的工程实例和地质资料，选取京沪高速铁路天津段沿线某一区域为研究对象，并利用和Plaxis软件建立二维模型，对不同水位降深下桥梁桩基受力与位移特性进行了研究;针对开采地下水引起的小范围地面沉降建立了数值模型，通过Flac3D的流固耦合分析了开采地下水引起的局部地面沉降对研究区内路基工程的沉降变形影响，并得出相关结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外地面沉降研究现状

1．2．1 地面沉降的成因及机理

1．2．2 地面沉降的监测

1．2．3 地面沉降的预测理论及模型

1．2．4 地下水的监测及动态预测

1．3 研究方法及技术路线

第2章 天津地区地的质环境条件

2．1 自然地理条件

2．1．1 地形与地貌

2．1．2 水文气象条件

2．2 区域地质构造及地层特点

2．2．1 区域地质构造

2．2．2 新的构造运动

2．2．3 地层岩性

2．3 工程地质及水文地质条件

2．3．1 含水层组结构特征

2．3．2 地下水补给、径流、排泄条件

2．3．3 地下水动态特征

2．3．4 工程地质条件

第3章 研究区地面沉降机制与地下水开采概况

3．1 地面沉降成因分析

3．1．1 地面沉降的外在因素

3．1．2 地面沉降的内在因素

3．2 地面沉降特征及其影响因素

3．2．1 地面沉降特征

3．2．2 地面沉降的影响因素

3．3 研究区地面沉降概况

3．4 地面沉降与地下水开采相关关系

第4章 研究区地面沉降数值模拟研究

4．1 地面沉降对桥梁桩基的影响数值模拟分析

4．1．1 建立模型

4．1．2 降水影响分析

4．2 地面沉降对高速铁路路基的影响模拟分析

4．2．1 建立模型

4．2．2 流体边界条件

4．2．3 流固耦合分析方法

4．2．4 计算方案及结果分析

第5章 地面沉降对高速铁路的影响及防治建议

5．1 对路桥等基础的影响

5．2 对高速铁路运营、列车运行的影响

5．3 对建设、维修费用的影响

5．4 地面沉降的防治措施及建议

结论

致谢

参考文献