基于分层监测的北京天竺地面沉降、地下水位与孔隙水压力变化规律

刘贺, 崔文君, 罗勇, 雷坤超, 杨艳, 田芳, 田苗壮. 基于分层监测的北京天竺地面沉降、地下水位与孔隙水压力变化规律[J]. 地质通报, 2022, 41(4): 692-701. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.013
引用本文: 刘贺, 崔文君, 罗勇, 雷坤超, 杨艳, 田芳, 田苗壮. 基于分层监测的北京天竺地面沉降、地下水位与孔隙水压力变化规律[J]. 地质通报, 2022, 41(4): 692-701. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.013
LIU He, CUI Wenjun, LUO Yong, LEI Kunchao, YANG Yan, TIAN Fang, TIAN Miaozhuang. Study on the variation law of land subsidence, groundwater level and pore water pressure in Tianzhu, Beijing, based on stratified monitoring[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(4): 692-701. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.013
Citation: LIU He, CUI Wenjun, LUO Yong, LEI Kunchao, YANG Yan, TIAN Fang, TIAN Miaozhuang. Study on the variation law of land subsidence, groundwater level and pore water pressure in Tianzhu, Beijing, based on stratified monitoring[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(4): 692-701. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.04.013

基于分层监测的北京天竺地面沉降、地下水位与孔隙水压力变化规律

  • 基金项目:
    北京市自然科学基金项目《京津高铁差异性沉降区段桩-土变形耦合机制研究》(编号:8212042)、北京市财政重点项目《地面沉降机理和防控技术研究——地面沉降成灾机理与防控技术研究》(编号:PXM2019_158305_000012)、北京市科技计划课题《北京新航城地区地面沉降监控预警关键技术与应用示范》(编号:Z191100001419007)
详细信息
    作者简介: 刘贺(1989-),男,硕士,工程师,从事地面沉降和地裂缝研究。E-mail:liurher@163.com
  • 中图分类号: P641;P642.26

Study on the variation law of land subsidence, groundwater level and pore water pressure in Tianzhu, Beijing, based on stratified monitoring

  • 为揭示天竺地面沉降监测站102 m以浅地层分层沉降规律,对天竺分层监测数据进行了分析。研究发现:①地面沉降主要发生在粘性土层,地面沉降发育情况与粘性土含量成正比,粘性土层在有效应力持续增大的作用下被压缩。②季节性变化特征方面,在一个水文年内,地面沉降所表现出的季节性形变特征与地下水位动态变化趋势有较高的相关性,丰水期地面沉降速率减缓,枯水期地面沉降速率明显增大。③不同深度土层变形量及其在总沉降量中比重构成的变化与相应的含水层水位变化幅度密切相关,现阶段北京地面沉降区浅部土体压缩减缓,中深部土体多以较快的速度持续压缩。不同埋深的粘性土体存在弹性变形、塑性变形和蠕变变形,具有显著的粘弹塑性; 天竺站浅部水流从第Ⅰ粉土层向第Ⅰ中砂层越流,中部水流从第Ⅱ细砂层向第Ⅱ粘土层越流,深部水流从第Ⅲ粉质粘性土层向第Ⅱ细砂层越流。

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  • 图 1  北京天竺地区可压缩层总厚度图

    Figure 1. 

    图 2  天竺地面沉降监测站120 m以浅地层监测设施布设图

    Figure 2. 

    图 3  102 m以浅地层岩性分布及沉降占比

    Figure 3. 

    图 4  天竺站2005—2018年分层标100 m(左右)上下地层贡献量对比图

    Figure 4. 

    图 5  F3-10与D3-6季节性变化特征

    Figure 5. 

    图 6  F3-7与D3-5季节性变化特征

    Figure 6. 

    图 7  F3-6与D3-4季节性变化特征

    Figure 7. 

    图 8  2006—2019年天竺站季节性形变与不同含水层之间关系

    Figure 8. 

    图 9  天竺站分层标F3-10处浅部土体变形与水位的关系

    Figure 9. 

    图 10  天竺站分层标F3-7处中部土体变形与水位的关系

    Figure 10. 

    图 11  天竺站分层标F3-6处深部土体变形与水位的关系

    Figure 11. 

    图 12  天竺站102 m以浅含水层越流图

    Figure 12. 

    表 1  120 m以浅地下水、孔隙压和分层标分层情况

    Table 1.  The stratification of groundwater, pore pressure and stratification standard above 120 m

    指标 埋深/m 指标 埋深/m 指标 埋深/m
    D3-6 27.5~31 D3-5 59.3-63.4 D3-4 85.7~91.3
    K3-3k 22 K3-2k 71 K3-1-1k 96.5
    F3-10 2.4~35.43 F3-7 64.5-82.3 F3-6 82.3~102
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  • [1]

    雷坤超, 罗勇, 陈蓓蓓, 等. 北京平原区地面沉降分布特征及影响因素[J]. 中国地质, 2016, 43(6): 2216-2228. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201606029.htm

    [2]

    田芳, 罗勇, 周毅, 等. 北京地面沉降与地下水开采时空演变对比[J]. 南水北调与水利科技, 2017, 15(2): 163-169. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NSBD201702025.htm

    [3]

    郭海朋, 李文鹏, 王丽亚, 等. 华北平原地下水位驱动下的地面沉降现状与研究展望[J]. 水文地质工程地质, 2021, 48(3): 162-171. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG202103021.htm

    [4]

    樊高栋. 华北平原典型地段地面沉降与地下水开发利用关系研究[D]. 中国地质大学(北京)硕士学位论文, 2021.

    [5]

    贺国平, 周东, 杨忠山, 等. 北京市平原区地下水资源开采现状及评价[J]. 水文地质工程地质, 2005, 32(2): 45-48. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG200502009.htm

    [6]

    成建梅, 柳璨, 李敏敏, 等. 城市化进程下北京平原渗流场与地面沉降发展演化模拟[J]. 地质科技通报, 2020, 39(1): 43-52. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ202001006.htm

    [7]

    杜东, 刘宏伟, 周佳慧, 等. 北京市通州区地面沉降特征与影响因素研究[J]. 地质学报, 2022, 96(2): 712-725. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE202202024.htm

    [8]

    杨艳, 刘贺, 罗勇, 等. 北京东部地区地面沉降发育特征分析[J]. 上海国土资源, 2021, 42(1): 7-12. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SHAD202101002.htm

    [9]

    杨艳, 罗勇, 徐尚志, 等. 北京朝阳金盏地区地面沉降垂向分层研究[J]. 上海国土资源, 2021, 42(2): 8-13. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SHAD202102002.htm

    [10]

    雷坤超, 马凤山, 罗勇, 等. 北京平原区地面沉降水准监测网参考基准稳定性研究[J]. 地球物理学进展, 2019, 34(5): 1757-1769. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWJ201905008.htm

    [11]

    曹炳强, 刘智强, 简程航, 等. 北京市地面沉降监测高精度数据处理及分析[J]. 导航定位学报, 2021, 9(6): 125-138. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CHWZ202106019.htm

    [12]

    刘明坤, 贾三满, 褚宏亮. 北京市地面沉降监测系统及技术方法[J]. 地质与资源, 2012, 21(2): 244-249. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GJSD201202013.htm

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出版历程
收稿日期:  2020-04-22
修回日期:  2020-08-07
刊出日期:  2022-04-15

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