水文地質(zhì)
地下水位下降對地面引起的不良地質(zhì)作用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-11-05 16:12:22瀏覽次數(shù):2190
1、此處的地下水類型是什么?
2、地下水位下降引起地面沉降的原因是何?
如何定量計取這些變化?
如何提前預(yù)防或降低其發(fā)生程度呢?
3、地下水位下降還會引發(fā)別的不良地質(zhì)作用嗎?
地面沉降是地層被壓縮變形后在地表的反映。松散地層的沉積過程十分漫長,在天然狀態(tài)下,地層中各點的靜水壓力均已達(dá)到平衡。開采地下水或別的原因使得地下 水位下降后,砂層中地下水壓力由于地下水未能及時補給或補給不足而減小,表現(xiàn)為含水層水位下降,砂粒之間有效應(yīng)力也隨之下降,砂層產(chǎn)生壓縮變形。與此同 時,含水砂層與頂部、底部粘性土隔水層之間的孔隙水壓力平衡也被打破,兩者之間產(chǎn)生一定的水頭差,粘性土中的孔隙水在壓力差的作用下,向含水砂層緩慢滲 流,降低靜水壓力,以便建立新的平衡。隨著靜水壓力的降低,土粒之間有效壓力相應(yīng)增大,而孔隙水的流失又為土粒間提供了壓縮空間,因此,粘性土層也隨之釋 水壓密,這就是地下水水位下降引起地面沉降的基本機理。
據(jù)前人研究,砂土地層的壓密與砂層的初始密度、顆粒的均勻程度及磨圓度等因素有關(guān)。初始密 度低、顆粒級配及磨圓度差的砂層變形較大,反之則較小。由于砂層滲透性強,水位降低時,砂層的孔隙水在壓力作用下迅速析出,有效壓力迅速增加到與降低后的 地下水位相平衡的程度,變形幾乎瞬時完成。這種變形屬彈性變形,速度快、沉降量小,水位恢復(fù)時可回彈。但是,當(dāng)?shù)叵滤辉诤畬觾?nèi)部上下波動或接近疏干開 采狀態(tài)時,砂粒受水動力影響,將重新排序,原有孔隙被壓密,壓縮量可成倍增長,這種壓縮改變了砂層結(jié)構(gòu),很難恢復(fù)。
當(dāng)含水層水頭下降時,處于含水 層頂、底板處的粘性土層由于滲透性差,釋水緩慢,孔隙水滲流從距抽水含水層最近的地方開始,滯后地向遠(yuǎn)離含水層的一側(cè)發(fā)展。開始產(chǎn)生滲流的時間由近及遠(yuǎn)依 次推后。隨著時間的延長,粘性土層中的水頭不斷降低,孔隙水釋放速度減小,當(dāng)粘性土釋水結(jié)束時,其滲透壓密過程也就停止。與含水砂層相比,粘性土層中孔隙 水壓力降低是滯后的,且由表及里逐漸發(fā)展,先釋水者先壓密,后釋水者后壓密,但其進(jìn)程較為緩慢。