考虑天然沉积软岩结构性破坏的沉降机理与模型研究

由人工开采地下流体资源引起的地面沉降的预测与灾害评估是目前研究的热点。国内外虽然已开发了多种地下流体资源开采引起的地面沉降的预测模型，但由于天然沉积岩土的复杂性、模型方法与参数选取的困难性，使预测结果与实际有较大的差异。现有的预测方法不能预测和充分解释以下三种沉降现象：①短期突沉，②回灌失效，③沉降滞后。这些现象的发生均与天然沉积软岩的结构性破坏有关。在本项目的研究中，首先，通过室内试验成果探讨结构性软岩在开采与回灌过程中结构性破坏前后的固结变形机理与规律；然后，将这种结构性破坏前后的固结变形规律导入到考虑多孔介质三维渗流的地面沉降计算理论中，形成考虑天然沉积软岩结构性破坏的渗流固结三维数值计算模型。应用所开发的沉降计算模型分析突沉、回灌失效及滞后沉降现象的发生机理。其成果可以应用于地下流体开采引起的地面沉降的预测计算以及由此引起的地质灾害的评估。