大直径深埋顶管施工对地表沉降的影响

顶管施工因非开挖或少开挖而在城市建设中应用广泛, 但顶管施工引起的地表沉降不容忽视。依托佛山市某电力隧道顶管工程, 通过现场实测、数值模拟及Peck经验公式的方法研究了顶管施工引起的地表沉降规律, 探讨了管-土摩擦、注浆压力及支护压力对地表沉降的影响。结果表明: 顶管施工引起的横向地表沉降在距轴线约4倍管径范围内变化较大, 管-土摩擦的改变对横向地表距轴线约3倍管径范围内的地表沉降影响较大, 对纵向地表距开挖面约1倍管径范围内的地表沉降影响较小; 注浆压力的增大能够抑制地表沉降; 支护压力的改变对横向地表距轴线约2倍管径范围内的地表沉降影响较大。研究结果可为控制顶管施工引起地表沉降措施的制定提供参考; 同时, 实测值、模拟值及Peck经验公式所得到的地表沉降变化趋势和大小相近, 验证了数值模拟及Peck经验公式在实际工程中预测地表沉降的可行性。      

点位错引起的单层密度变化

采用求解地壳单层密度变化的一般公式，导出其平面近似公式并给出了相应的数值计算方法。在此基础上，将点位错引起的地表形变和重力变化同时解析延拓至Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上，得到了点位错引起的地壳单层密度变化的图像。分析表明：①单层密度变化图像与地表形变、重力变化图像相似；②地表形变对单层密度变化的影响比地表重力变化要大；③若点位错引起地表重力变化为１０－６～１０－７ｍ／ｓ２量级、高程变化为０．１～１ｍ量级，则单层密度变化可达１０３～１０４ｋｇ／ｍ２量级；④单层密度变化在隆升区为正，沉降区为负     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站—康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明:在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段;单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18.89mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36.4mm;已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大;双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和;单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8.4～9.3m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16.2～17.5m;隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0.435～0.467,单线隧道开挖后的地层损失率为0.765%～1.324%,双线隧道开挖后的地层损失率为1.231%～2.200%。     

新型注浆材料——粘土水泥浆在井筒地面预注浆中的应用

平顶山１３矿为设计年产量１８０万ｔ的大型矿井，采用立井开拓方式，上部穿过二叠系平顶山砂岩，岩层坚硬，裂隙十分发育。主副井涌水量分别为２４４ｍ３／ｈ和２５５ｍ３／ｈ，注浆深度１３２ｍ，采用粘土水泥浆注浆方法，其技术特点：（１）采用粘土水泥浆新型注浆材料，它具有配制简单，性能好，材料来源广泛，工艺简单、成本低和适用范围广泛等优点，与传统单一水泥浆比较节约水泥８０％左右。（２）采用流量测井技术，准确测定了水文地质参数，使注浆设计与施工有的放矢加强了重点层段的注浆，并可精确地测定注浆效果。（３）采用风动潜孔锤钻进和钻机整体搬迁技术，提高钻效４～５倍。（４）采用高压力大流量注浆工艺，减少注浆次数，缩短注浆工期，保证注浆质量。（５）注浆效果，达到了注浆段井筒剩余涌水量小于６ｍ３／ｈ的设计要求，堵水率９８％以上     

武汉市某深基坑开挖对周边建筑物的影响研究

利用有限差分软件FLAC3D 6.0,以武汉市某大型深基坑工程为依托,对基坑、土体和建筑物进行三维建模分析,模拟从基坑动工到开挖至坑底的开挖过程,研究基坑开挖对周边建筑物的影响规律。研究的影响参数为建筑物与基坑的距离和相对位置,分析指标为建筑物（周边地表）测点的沉降值,以及根据该沉降值计算得到的建筑物倾斜值。共进行了9个工况的计算,将各个工况之间进行对比分析,探讨建筑物与基坑的距离和相对位置变化时,基坑开挖对建筑物的影响规律。     

降雨入渗条件下膨胀土基坑边坡离心试验

降雨是引起膨胀土基坑边坡失稳最主要的因素。以成都某膨胀土基坑边坡为原型，建立了一个０．６ｍ×０．４ｍ×０．４ｍ 的相似模型，施加４０ｇ离心加速度及模拟降雨作用，测试模型的变形及含水率特征。结果表明，降雨入渗对膨胀土基坑边坡的影响包括:膨胀土强度降低导致桩后的主动土压力增大，以及导致锚固段抗力降低，膨胀土吸水产生附加膨胀力。悬臂桩支护下的直立型膨胀土基坑边坡形成的破裂面可分为两段:上 段 为 拉 张 性
质，近竖直；下段为剪切闭合性质，呈圆弧型。破裂面的上边界位于坡后１／２～２／３坡高处，下边界位于坡脚。      

顶管技术在管道建设中的应用

顶管作为一种非开挖技术,以其施工效率高、对环境影响小和成本低等优点,广泛用于穿越河流、道路等障碍限制条件下的管道工程建设中。以某管道工程为背景,对其地质条件和建设环境进行了分析,结合泥水平衡顶管和土压平衡顶管的适用条件,对不同顶管穿越段设备选型进行了优化;同时对润滑泥浆方案和注浆参数进行了分析,并提出了减小地面沉降的泥浆置换技术。最后通过顶进力计算,优化各段中继间设置,并在实际工程施工得到了成功应用。      

基于野外 Ｇｕｅｌｐｈ入渗法与室内变水头达西法的土壤饱和渗透系数变化规律

为揭示土壤饱和渗透系数的变化规律，在江汉平原杨林尾－陆溪口地区分别采用 Ｇｕｅｌｐｈ入 渗仪 和 改 进 的 ＴＳＴ－５５型土壤渗透仪开展了土壤饱和渗透系数实验。结果表 明:采 用 Ｇｕｅｌｐｈ入渗法在粉砂质黏壤土中测得冲积物饱和渗透系数相对较大，数量级在１０－２ ～１０－１之间，最高达到７．５０×１０－１ ｍ／ｄ，最小为１．４０×１０－２ ｍ／ｄ；湖积物饱和渗透系数在１．８６×１０－３ ～４．９９×１０－２ ｍ／ｄ之间；而残积物的为６．０５×１０－３ ｍ／ｄ，相对较小；同为粉砂壤 土，相同水位埋深条件下甘蔗地和小麦地（同 为 耕 地）的土壤饱和渗透系数明显比林地的大，这与土壤翻耕及根 系、虫孔发育等有关；在相同水位埋深条件下，粉砂壤土的土壤饱和渗透系数普遍比粉砂质黏壤土的大，主要是因 为粉砂质黏壤土比粉砂壤土的黏粒比重大、孔隙比相对较小的缘故。室内变水头达西法和 Ｇｕｅｌｐｈ入渗法测得的土壤饱和渗透系数分别介于５．４３×１０－５ ～２．１０×１０－３ ｍ／ｄ和１．５７×１０－３ ～７．５０×１０－１ ｍ／ｄ之间。室内 变 水 头 达西法所测结果明显偏小，主要原因包括:①Ｇｕｅｌｐｈ入渗法进行现场原位测试时，土壤有效直径相对于室内变水 头达西法使用的环刀直径要大得多；②室内变水头达西法所用土样为单一岩性，而 Ｇｕｅｌｐｈ入渗法为原位土层，常 常具有双层或多层结构；③Ｇｕｅｌｐｈ入渗试验期间恰逢雨季，地下水位埋深小，当支持毛细水带接近地表时，Ｇｕｅｌｐｈ 入渗试验将受支持毛细水的影响，从而使 Ｇｕｅｌｐｈ入渗法所测得的结果产生误差。      

基于SBAS-InSAR技术的新疆WLL水库沉降监测与分析

采用SBAS-InSAR技术获取WLL水库及周边区域地表沉降信息。结果表明：1）WLL水库大坝表现为整体下沉,沉降速率在逐年减小后趋于稳定;2）受水库水位、大坝自重及地下水位等因素的共同影响,大坝沉降速率、累积沉降量表现为东南至西北方向逐渐增大;3）水库周边区域沉降未对大坝产生实质性影响。     

北京平原地面沉降数值模拟情景分析

地下水严重超采给北京带来了一系列诸如地面沉降等生态环境问题。为研究北京平原地面沉降的发展趋势，在地下水模型基础上设计了５个情景，对北京平原区域及沉降中心的沉降速率进行了模拟。结果表明:（１）在保持现状和考虑地下水回灌的情景下，中远期的区域及沉降中心的沉降速率均无法达标；（２）对沉降中心进行不同程度减采的情景下，中远期的区域沉降速率均达标，除昌平八仙庄外的沉降中心的沉降速率在中远期均达
标；（３）通过以上分析，设计出合理的情景:５区（八仙庄）、６区（天竺）和７区（王四营）的工业和城市生活用水每年分别减采０．５１亿 ｍ３（１００％减采）、０．１２亿 ｍ３（２０％减采）和１．７６亿 ｍ３（５０％减采），共减采２．３９亿 ｍ３，总开采量１９．２８亿 ｍ３，该情景可以使得北京平原的区域及沉降中心的沉降速率均达标，是北京平原未来应采取的地下水开采情景。      

渭河盆地新生代沉积速率特征与主控因素分析

为了研究渭河盆地新生代沉积速率特征与成因，系统收集、整理了研究区已有的重力和磁力资料，结合地震、地质、钻井等研究成果，分析了新生代各期沉积速率变化，探讨了盆地内新生代各期沉积速率与盆内基底、断裂、周缘构造的关系。研究表明，中新世，西安凹陷沉积速率较大，几乎是固市凹陷的２倍，沉积速率最大处位于渭深１０井附近，约为９３ｍ／Ｍａ；上新世，西安凹陷沉积速率仍较固市凹陷大，二者的沉积速率最大处分别为１８００，１４００ｍ／Ｍａ；第四纪三门期，盆内沉积速率逐渐变缓，沉积速率最大处位于固市凹陷内，约为３８０ｍ／Ｍａ；秦川期，盆地整体沉积速率明显加快。新生代西安凹陷沉降中心变化不大，主要位于户县以北地区，而固市凹陷沉降中心多变，主要位于华县和临潼以北地区，沉降中心整体偏南。沉积速率的变化受多种因素控制，古近纪，盆地周缘板块运动导致地壳加厚及深部地幔对流对盆内沉积速率影响较小；新近纪早中新世，受青藏高原快速隆升影响，渭河盆地沉积速率显著增大；晚中新世，秦岭北缘大型正断层活动导致渭河盆地发生大规模的沉降和扩展；上新世到第四纪，盆内沉积速率受秦岭山脉和渭北隆起共同作用。      

抗差自适应卡尔曼滤波模型及其在塌陷区监测中的应用

针对塌陷区等地表快速沉降区域的动力学特点及观测向量中存在的粗差对卡尔曼滤波结果的影响，设计一种抗差自适应卡尔曼滤波模型。该模型能识别稳定沉降与快速沉降2种状态，通过抗差估计减小观测向量中粗差的影响，并采用自适应因子调整动力学模型，减少状态模型的误差，提高滤波结果的精度。将该模型应用于某矿区沉降监测数据的处理，结果表明，其效果优于抗差卡尔曼滤波。     

热红外地表方向性辐射温度与半球辐射温度关系研究

地表温度是陆面过程的一个重要影响因素,利用地表温度的遥感反演算法只能获取卫星传感器观测角度条件下的地表温度（即某个方向上的辐射温度）,但地球表面普遍存在非同温像元,反演得到的像元地表辐射温度具有方向性特征。本文利用热红外辐射传输模型4 SAIL（Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves）,以及方向性热辐射参数化模型,针对非同温均匀冠层,考虑冠层结构、太阳位置和观测角等因素的影响,模拟得到方向性辐射温度数据,与半球辐射温度数据比较,得到估算半球辐射温度的最佳观测角度。此外,开展热红外地面观测试验,对热红外地表辐射温度的角度效应,以及利用模拟数据得到的半球辐射温度最佳观测角度进行了验证。结果表明,当太阳高度角较低时,均匀草地的地表辐射温度,会随着观测天顶角的增大而增加,受观测方位角的影响较小,当观测天顶角为75°时,倾斜观测与垂直观测得到的辐射温度差值达到2.7 K,说明热辐射存在明显的方向性特征。同时,将热红外地表方向性辐射温度与同步观测的半球辐射温度进行对比分析,当叶面积指数小于1.0时,半球辐射温度的最佳替代角度为51°,与模拟结果相符。     

冀中地区西柳１０断块 Ｅｓ２ 储层微观孔隙结构特征

从不同角度解析西柳１０断块低渗透储层微观孔隙结构特征，可以为该地区沙二段储层综合评价提供理论依据。应 用扫描电镜、铸体薄片、常规压汞、恒速压汞、核磁共振、真实砂岩模型等测试手段探讨了低渗透储层微观孔隙结构参数对可动流体饱和度、驱油效率的影响。研究表明:西柳地区沙二段储层微观孔隙结构与成岩作用密切相关，主要表现粒间孔及溶孔越发育，有效孔喉连通性越强，其进汞饱和度越高。依据排驱压力将储层划分为３类，排驱压力小于０．１ＭＰａ时，储层为Ⅰ类，可动流体饱和度平均为６６．１％，驱替类型以网状为主；排驱压力介于０．１～０．５ＭＰａ时，储层为Ⅱ类，可动流体饱和度平均为５７．９％，驱替类型以指状－网状为主；排驱压力大于０．５ＭＰａ时，储层为Ⅲ类，可动流体饱和度平均为４６．２％，驱替类型以指状为主。当渗透率小于２×１０－３μｍ２，喉道半径小于２．３μｍ时，可动流体饱和度、驱油效率受两者影响明显。喉道半径是影响储层开发效果的主控因素。      

开挖对顺向岩质高边坡稳定性影响及锚索加固效果分析

顺向岩质高边坡的稳定性通常较差,在工程上格外受到重视,利用锚索锚固是较为理想的加固方案。利用Sarma法对厦沙高速公路某段石英片岩顺向岩质高边坡在施加锚索和不加锚索两种工况下的应力特征和边坡稳定性系数进行对比分析。结果表明:不加锚索时,各条块底面正压力随开挖过程呈降低趋势,越靠近边坡顶部,各条块底面正压力受到开挖卸荷的影响越大,降低趋势越明显;条块底面正压力的降低使边坡抗滑力减小,当减小幅度较大时,边坡稳定性会受到明显影响,整个开挖过程中边坡整体稳定性系数呈下降趋势,最低为1.243;施加锚索能够增大条块底面正压力,提高条块底面的抗滑力,有效降低条块底面受到的剪切力,限制上部条块的滑动趋势,减小其对下部条块的挤压和相对错动,且随着开挖的加深,这种效应表现得越明显;对某个条块而言,施加锚索可以提高底面抗剪强度,降低底面和侧面剪切力、条块下滑力,从而提高边坡稳定性;施加锚索后边坡稳定性系数提高到1.630。综上所述,边坡开挖对于顺向岩质高边坡稳定性影响很大,而施加锚索加固可以显著提高边坡稳定性,达到加固边坡的目的。     

盐岩对地层温度及烃源岩热演化的影响:以加蓬盆地 Ｘ区块为例

应用钻井、测井、地震等资料及盆地数值模拟技术，以加蓬盆地 Ｘ 区 块 为 例，探讨了盐岩对地层温度及烃源岩热演化的影响。结果表明:研究区盐岩体呈带状或点状分布，厚度介 于０～３７２３ｍ 之 间，均值８０８．５ｍ。盐岩的热导率是其他沉积岩的２～４倍，因此受高热导率的影响，使得盐上地层温度及烃源岩成熟度升高，盐下地层温度及烃源岩成熟度降低；且盐岩层越厚，这一影响越大，对于盐下地层，盐厚２０００ｍ 时温度差为２５．１℃，Ｒｏ 差值为０．６％。离盐岩层越近，烃源岩成熟度受盐岩的影响越大，对于盐下地层，离盐岩层近的 Ｖｅｍｂｏ组Ｒｏ 差值最大可达１．２％以上。因此，受制于盐岩体的厚度、形态等变化，不能利用钻井揭示的烃源岩成熟度及其演化过程来预测盐岩发育区周围烃源岩的成熟度及演化。      

利用DS-InSAR技术监测黄河三角洲地表形变

针对黄河三角洲地区湿地及农田多、范围大,导致PS-InSAR技术难以获取高密度地表形变信息的问题,提出一种基于分布式目标InSAR（DS-InSAR）的黄河三角洲地表形变监测方法。该方法通过置信区间估计选取同质像元点,利用特征值分解方法计算主散射体对应相位值以达到相位优化的目的,再根据时空相干性确定分布式目标,最后建模解算时序地表形变信息。以26景Sentinel-1A影像为数据源,提取2019-12～2020-12期间黄河三角洲地区的地表沉降信息,与PS-InSAR方法结果相比,点位密度提高5.56倍;两种方法获取的同名点对形变速率的相关系数为0.727,说明两者具有很好的一致性。实验结果表明,研究区内存在4处明显沉降区域,最大沉降速率达-238 mm/a,经分析及实地调查验证,其主要影响因素为地下卤水及油气开采。     

钻孔应变观测影响因素的数值模拟分析

利用有限元数值模拟方法,研究在非均匀地应力作用下,钻孔开挖前后区域应力场的变化特征,并探讨钻孔开挖后岩石、水泥、探头的弹性模量、泊松比及水泥的厚度与膨胀系数的变化对分量应变及面应变观测的影响。研究结果表明：钻孔开挖造成区域应力场扰动的范围大概为1.5倍孔径。在“探头 水泥环 围岩”系统中,各参数的变化对应变观测的影响程度不同,但分量应变对外界载荷的响应趋势基本一致。在均匀地应力作用下,水泥厚度对应变的影响与水泥的弹性模量有关,且随着水泥膨胀系数的增加,面应变存在减小的趋势。     

软硬互层顺层岩质边坡破坏试验

软硬互层结构的顺层岩质边坡破坏类型复杂、难于防治, 针对此类边坡地质灾害易发、多发的问题, 从坡面角度、岩层倾向及组合形式、节理分布等方面进行了研究。边坡物理模型试验是揭示边坡变形破坏机理的重要手段, 基于相似理论, 以重庆市万州区孙家滑坡为工程依托, 根据滑坡区地质勘探报告设计了室内边坡物理模型试验; 试验通过顶升模型箱模拟重力加载来探究顺层岩质边坡发生破坏时, 前缘坡角和软弱夹层倾角之间的关系; 结合有限元分析软件Plaxis 2D对物理模型进行了多组数值模拟试验, 以验证软硬互层顺层岩质边坡破坏机制。试验结果表明: 对于顺层岩质边坡, 当软弱夹层的倾角在22°左右, 前缘开挖坡角58°左右时, 顺层岩质边坡容易发生滑动, 滑动面为后缘节理面和软弱夹层的贯通面。因此, 顺层岩质边坡稳定性受层面和节理面密度的控制, 当边坡含多层软弱层面时, 易沿层面和后缘节理贯通面发生破坏, 随着软弱面层数增加, 边坡稳定系数逐渐降低。研究成果可以为公路开挖切坡导致的顺层岩质边坡失稳机理研究及其稳定性评价提供理论依据, 为顺层岩质边坡失稳的预测预报提供支撑。      

安徽省CORS坐标时间序列噪声和速度场分析

利用GAMIT/GLOBK软件解算安徽省卫星定位综合服务系统（AHCORS）2013-01～2018-06数据,得到参考站坐标时间序列,并对其进行噪声分析。结果表明,安徽省境内参考站的最佳噪声模型为白噪声+闪烁噪声（WN+FN）模型。在顾及有色噪声影响时,AHCORS在ITRF2008框架下的平均运动速度为31.72 mm/a,方向为E22.76°S;以欧亚板块为参考的平均运动速度为6.28 mm/a,方向为E2.65°N。垂直方向上整体平均运动速率为-0.71 mm/a,以淮河为界呈现出南方隆升、北方沉降的趋势。其中,大别山地区的隆起速率大于江淮丘陵区和黄山地区,江淮丘陵区抬升速率相对平缓,淮河以南一带平均抬升速率为2.94 mm/a。淮北地区沉降明显,平均沉降速率为10.92 mm/a,最大沉降速率为32.82 mm/a,发生在宿州砀山（SZDS）站,可能是近年来开采矿产资源所致。