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上海地面沉降影响因素综合分析与地面沉降系统调控对策研究

龚士良  
【摘要】: 地面沉降在世界各地非常普遍,在城市地区尤为显著。随着工业化、城市化进程的加速,人类的经济与工程活动在地面沉降中的作用成为决定性的关键因素。地面沉降已成为影响经济社会可持续发展的典型的环境地质问题和重要的城市地质灾害之一,受到国际学术界和政府部门的高度关注。 本文全面阐述了上海地面沉降的形成与发展过程,较为系统地分析了制约影响因素及其在地面沉降中的作用,在此基础上,提出了地面沉降系统调控的对策措施与建议。 本文以上海近年来地面沉降新的发展态势为研究的切入点,从内外因两大方面对地面沉降的影响因素作了较为详尽的分析和阐述。在内因方面:分析了区域构造与长江河口沉积环境等地质背景条件,及对第四纪地层分布与发育特征的控制作用;对于产生地面沉降的第四纪地层的固结变形,从含水层应力一应变关系、软粘土微观结构及其水土两相体系在地面沉降中的作用与表现、滩涂促淤与吹填等新近沉积土的变形特征等方面加以分析评价。在外因方面:从地下水开采格局及邻近省区的开采影响,城市工程建设活动的影响等方面展开分析。通过地面沉降对相对海平面上升的叠加作用、地面沉降对城市防汛安全的影响、地面沉降在城市灾害系统中的作用与影响,分析了地面沉降的生态环境效应。并以科学发展观和可持续发展理念为指导,探讨经济社会发展、自然资源利用、地质生态环境保护的协调统一,提出地面沉降系统调控的措施与对策,以促进地面沉降地质灾害研究与防治工作的深化和发展。 本文较以往的研究工作有所突破和具创新之处是:从微观层面系统分析了呈持续压缩的软粘土的结构特性,从固液相水土两相体系剖析了其变形的内在机制;将“工程性地面沉降”作为新的沉降类型,从密集建筑与高层建筑群、地铁隧道施工运营、深基坑开挖等地下空间开发利用等方面,结合工程实例与监测成果,对工程性地面沉降的特点与规律进行了阐述;对地面沉降主要影响因素进行了初步的量化权重分析;对地面沉降在长江河口地区相对海平面上升中的比例进行了定量估算;对地面沉降防治工作进行了理性思维,辩证地分析了地面沉降发展过程中主次矛盾及其相互转化,客观地分析了以往沉降控制措施实施以来的新变化,提出了柔性调节与刚性控制相结合的地面沉降防治新思路,即在地质环境容量及城市防御能力可以承受的前提下,通过设定年度沉降速率及沉降总量的预警值或阀值,实施动态的、灵活的调控措施,在地面沉降科学预测与有效掌控的情况下,通过年间、年际、地区、层次等的调节,既实现地面沉降的总体控制目标,又满足经济发展对地下水资源、土地资源等的客观需求。


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