Top.Mail.Ru
искать
Механика грунтов

Анализ влияния строительства и осушения глубокого котлована на осадки поверхности

Авторы
ЛИ C.Факультет гражданского строительства Хэфэйского технологического университета, г. Хэфэй, Китай
ЧЖОУ Т.Факультет гражданского строительства Хэфэйского технологического университета, г. Хэфэй, Китай
ВАН И.Факультет гражданского строительства Хэфэйского технологического университета, г. Хэфэй, Китай
ХАН Цз.Факультет гражданского строительства Хэфэйского технологического университета, г. Хэфэй, Китай
ВАН Я.Факультет гражданского строительства Хэфэйского технологического университета, г. Хэфэй, Китай
ТОНГ Ф.Факультет гражданского строительства Хэфэйского технологического университета, г. Хэфэй, Китай
ЛИ Д.Рабочая группа по гидрогеологии и инженерной геологии уезда Наньцзян (округа Бачжун) Чунцинского бюро по геологии и разведке полезных ископаемых, г. Чунцин, Китай
ВЭНЬ Цз.Рабочая группа по гидрогеологии и инженерной геологии № 208 Чунцинского бюро по геологии и разведке полезных ископаемых Чунцинского института инженерных исследований и проектирования для защиты от геологических опасностей, г. Чунцин, Китай

Аннотация: Предлагаем вниманию читателей немного сокращенный адаптированный перевод статьи китайских исследователей «Анализ влияния строительства и осушения глубокого котлована на осадки поверхности» (Li et al., 2020). Эта работа была опубликована в рецензируемом журнале Advances in Civil Engineering («Достижения в области гражданского строительства») издательством Hindawi в 2020 году. Она находится в открытом доступе по лицензии СС BY, которая позволяет распространять, переводить, адаптировать и дополнять ее при условии указания типов изменений и ссылки на первоисточник. В нашем случае полная ссылка на источник для представленного перевода (Li et al., 2020) приведена в конце. Точное прогнозирование осадок дневной поверхности является первоочередной задачей при создании глубоких котлованов с выемкой грунта ниже уровня грунтовых вод в городских условиях в целях обеспечения безопасности рабочей площадки. Деформации отложений происходят в результате совокупного действия двух факторов – откопки глубокого котлована и его осушения. Исследование, представленное в настоящей статье, было направлено на выявление суммарной реакции грунта на воздействие этих двух факторов и на получение эмпирических корреляций для оценки деформаций грунта. На примере глубокого котлована для строительства станции метро были выполнены расчеты по аналитическим формулам и численным моделям для оценки осадок поверхности. Результаты расчетов по аналитическим формулам в условиях выемки грунта и водопонижения складывались линейно для оценки общих осадок. Также были построены суммарные трехмерные численные модели с использованием коммерческого программного обеспечения (GMS и MIDAS) для исследований влияния совместного воздействия выемки грунта и осушения на деформации отложений. Результаты этого численного моделирования хорошо совпали с данными мониторинга. Кроме того, чтобы проиллюстрировать влияние выемки грунта и водопонижения на общую осадку поверхности, с помощью полиномиальной аппроксимации было получено эмпирическое корреляционное уравнение.

 

Ключевые слова: деформации грунта; осадки поверхности; оценка осадок; глубокий котлован; выемка грунта; водопонижение; аналитические формулы; трехмерные численные модели; данные мониторинга; полиномиальная аппроксимация; эмпирическое корреляционное уравнение.

DOI: 10.58339/2949-0677-2024-6-7-8-40-49

УДК: 004.94; 624.134; 624.152

 

Ссылка для цитирования: Ли С., Чжоу Т., Ван И., Хан Цз., Ван Я., Тонг Ф., Ли Д., Вэнь Цз. Анализ влияния строительства и осушения глубокого котлована на осадки поверхности (пер. с англ.) // Геоинфо. 2024. Т. 6. № 7-8. С. 40-49. DOI:10.58339/2949-0677-2024-6-7-8-40-49.

 

Финансирование: Это исследование было профинансировано Национальным фондом естественных наук Китая (51774107, 42077249), Открытой программой Государственной ключевой лаборатории взрывотехники при Пекинском технологическом институте (KFJJ19-02M) и фондами фундаментальных исследований Департамента жилищного строительства провинции Аньхой (2013YF-27).

 

Список литературы:

  1. Kihm J.H., Kim J.M., et al. Three-dimensional numerical simulation of fully coupled groundwater flow and land deformation due to groundwater pumping in an unsaturated fluvial aquifer system // Journal of Hydrology. 2007. Vol. 335. № 1-2. P. 1–14.
  2. Faunt C.C., Sneed M.J., Brandt J.T. Water availability and land subsidence in the Central Valley, California, USA // Hydrogeology Journal. 2016. Vol. 24. № 3. P. 675–684.
  3. Traum M., Adiyaman I. The influence of clay zones on land subsidence from groundwater pumping // Ground Water. 2013. Vol. 51. № 1. P. 51–57.
  4. Galloway D.L., Burbey T.J. Review: regional land subsidence accompanying groundwater extraction // Hydrogeology Journal. 2011. Vol. 19. № 8. P. 1459–1486.
  5. Jesus C.R. Settlements around pumping wells: analysis of influential factors and a simple calculation procedure // Journal of Hydrology. 2018. Vol. 548. P. 225-236.
  6. Roy D., Robinson K.E. Surface settlements at a soft soil site due to bedrock dewatering // Engineering Geology. 2009. Vol. 107. N. 3-4. P. 109-117.
  7. Pujades E., Vazquez-Sune E., Carrera J., Jurado A. Dewatering of a deep excavation undertaken in a layered soil // Engineering Geology. 2014. Vol. 178. P. 15-27.
  8. Peck R.B. Deep excavations and tunneling in soft ground // Proceedings of the 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico, USA, August 1969. Scientific Research Publishing, 1969.
  9. Leung E.H.Y., Ng C.W.W. Wall and ground movements associated with deep excavations supported by cast in situ wall in mixed ground conditions // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2007. Vol. 133. N. 2. P. 129-143.
  10. Guo P., Gong X. Displacement and force analyses of braced structure of deep excavation considering unsymmetrical surcharge effect // Computers and Geotechnics. 2019. Vol. 113. N. 2. Article 103102.
  11. Di H. Guo H., Zhou S., Chen J., Wen L. Investigation of the axial force compensation and deformation control effect of servo steel struts in a deep foundation pit excavation in soft clay // Advances in Civil Engineering. 2019. Vol. 2019. N. 6. Article ID 5476354.
  12. Budhu M., Adiyaman I.B. Mechanics of land subsidence due to groundwater pumping // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2010. Vol. 34, N. 14. P. 1459-1478.
  13. Ni J.C., Cheng W.C., Ge L. A case history of field pumping tests in a deep gravel formation in the Taipei Basin, Taiwan // Engineering Geology. 2011. Vol. 117. N. 1-2. P. 17-28.
  14. Loaiciga H.A. Consolidation settlement in aquifers caused by pumping // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2013. Vol. 139. N. 7. P. 1191-1204.
  15. Pacheco-Martinez J., Hernandez-Marin M., Burbey T.J., et al. Land subsidence and ground failure associated to groundwater exploitation in the Aguascalientes Valley, Mexico // Engineering Geology. 2013. Vol. 164. P. 172-186.
  16. Jayeoba A., Mathias S.A., Nielsen S., Vilarrasa V., Bjornara T.I. Closed-form equation for subsidence due to fluid production from a cylindrical confined aquifer // Journal of Hydrology. 2019. Vol. 573. P. 964-969.
  17. Ng C.W.W., Hong Y., Liu G.B., Liu T. Ground deformations and soil-structure interaction of a multi-propped excavation in Shanghai soft clays // Geotechnique. 2012. Vol. 62. N. 10. P. 907-921.
  18. Hashash Y.M.A., Osouli A., Marulanda C. Central artery/tunnel project excavation induced ground deformations // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2008. Vol. 134. N. 9. P. 1399-1406.
  19. Bear J. Hydraulics of Groundwater. New York, NY, USA: McGraw-Hill International Book, 1979. Vol. 5.
  20. Longtan S., Yalong Q., Xiaoxia G., et al. The validation of the effective stress principle of unsaturated soils // Chinese Journal of Underground Space and Engineering. 2018. Vol. 14. N. 6. P. 1476-1483.
  21. Mohammadi S.D., Nikoudel M.R., Rahimi H., Khamehchiyan M. Application of the dynamic cone penetrometer (DCP) for determination of the engineering parameters of sandy soils // Engineering Geology. 2008. Vol. 101. N. 3-4. P. 195-203.
  22. Wang M., Wan W. A new empirical formula for evaluating uniaxial compressive strength using the Schmidt hammer test // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2019. Vol. 123. Article ID 104094.
  23. Wang M., Wan W., Zhao Y. Experimental study on crack propagation and the coalescence of rock-like materials with two preexisting fissures under biaxial compression // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2020. Vol. 79. N. 6. P. 3121-3144.

 

Статья в РИНЦ: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=75256093