抽水引起的土层与地面沉降规律

抽水引起地面沉降的相关科技文献数量极多,除了少部分复杂的数值计算可以将流固耦合作用、土的本构关系等因素全面考虑之外,绝大多数基于分层总和法的沉降计算未考虑土层径向相邻点位移差引起的摩阻力,且个例的计算结果难以充分证明某些内在的沉降规律。本文基于竖向分层、水平微分的思想,选取柱坐标下任一土层中的土体微单元,考虑其因水位降低引起的有效应力增加和摩阻力导致的有效应力减少,基于土体一维压缩变形本构关系,建立该层土体微单元偏微分控制方程,联立各层获得多层偏微分方程组。经求解得到上述方程组的理论解析解,解析解显示各层分层沉降值和地面沉降值与井距的对数呈线性关系。用国内外抽水导致地面沉降的3个实测数据验证了该规律,此规律可用于推算非实测点的沉降值,具有广泛的工程应用价值。