谈国际地面沉降研究综述(2)
2013-06-08 02:45
导读：荷兰的A.PE.M.Houtenbos研究了荷兰天然气开采引起地面沉降的定量评价问题。以前还没有这方面的尝试。荷兰的天然气田深度在300cm左右，天然气的开采引起了
荷兰的A.PE.M.Houtenbos研究了荷兰天然气开采引起地面沉降的定量评价问题。以前还没有这方面的尝试。荷兰的天然气田深度在300cm左右，天然气的开采引起了岩层压密和地面沉降。要解决的问题是:参考水准点不连续、不稳定、测量误差累积、高程资料断档等导致水准点高程资料需要处理。提出了以沉降中心为原点的椭园形碟面随时间变化的高程解析模型，决定模型的6个主要参数是沉降起始时间(to)、沉降椭碟中心座标X。，Y。、沉降中心分到椭园长短轴沉降梯度最大处的距离a和b及沉降椭碟长轴的关联度a。并以Mumekez1Ji地区137个水准点的530个高程数据为实例进行了研究。
3.4均匀沉降也会对建筑结构造成损害
荷兰的A.Verruyt和R.B.J.Brinkgreve认为，通常假定土层均匀沉降不会对建筑结构造成损害，因为基础是和土层一起沉降的。但是在地下水位接近地表的地区，而且地下水位主要受到海平面的控制，那么在土层发生沉降时而地下水位仍维持在原来的高度，则一个基础面在地下水位之下的浅基，就会失去部分承载力。如果该建筑基础负荷不均匀时，就会导致不均匀沉降，甚至破坏。他们还用有限单元模型进行了分析。
3.5欠固结石英含水砂层的压密
P.Schutjens等通过对欠固结、孔隙率为18一35%、富含石英的含水砂层做了巧次压密试验发现，其压缩系数随孔隙率的增加、颗粒大小的增加和方解石与长石胶结程度的减少而增加，他们的解释为:在低应力一应变条件下，非弹性压密主要是因为粗糙颗粒接触点上的棱角破损而产生的，同时引发微小的颗粒旋转和滑移，一些粘土和长石的易碎性和晶质塑性变化也会发生，在高应力一应变条件下，颗粒内部和跨越颗粒的破裂越来越明显，同时导致颗粒变小，他们认为，随时间而变化的压密速率是受颗粒之间、颗粒内部及跨越颗粒的微裂隙结构和传播速率的控制。
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4固矿开采引起的地面沉降问题
本次大会有7篇论文涉及固体矿床开采引起的地面沉降问题。这些矿床主要有铜矿、岩矿、金矿和白云岩矿等。他们涉及的国家有波兰、俄罗斯、南斯拉夫、西班牙、意大利和南非等。
4.1非溶解性固矿开采引起的大区域沉降
据波兰的J.Ostrowski和E.popiolek，波兰Legnica一Glogow铜矿盆地是于1957年发现的，是世界上最大的铜矿(约占世界铜矿资源的ro%)，铜矿沉积层位于地下400一1500m产状为NE3一50，平均厚度3.5m(在几十cm到20m之间变化)。采矿必须排走上覆地层的大量来水。目前己排出约6亿耐的地下水。由此产生了超越开采区的巨大沉降槽，最长处超过40hm，最大沉降达0.8m。尽管沉降还没有直接威胁到建筑物，但影响到了地面设施的正常功能并对环境产生了负面影响。
4.2溶解性固矿开采导致地面沉降
据南斯拉夫的D.Stojlljkovie和S.Komatind，人们并不知道南斯拉夫Tuzla城岩矿是世界级的，由于低矿化水的渗人而在盐层中形成盐水层，盐水开采近100年，盐水层的水压几乎下降了Zoom，最大地面沉降近10m，几乎使1000幢房屋被毁，巧000名居民被迁出，基础设施明显被破坏，现处于重建之中。
另外西班牙历史名城Calatayud存在石膏矿蒸发溶解地面沉降问题。意大利Burian盐矿溶解开采也导致了地面沉降问题。
5地面沉降灾害治理与决策制订
共有7篇论文涉及到地面沉降的工程建设与地下水资源开发、保护威尼斯泄湖环境不受沉降影响的措施、地面沉降防治措施效果、地下水盆地的环境资源管理、地面沉降法律纠纷及社会决策与地面沉降等方面的内容。
5.1保护威尼斯泄湖不受地面沉降影响的措施
据意大利的LC盯bognin等，自本世纪初以来，威尼斯地面标高相对平均海平面损失约23cm。该城的历史建筑非常有特点，有些是5个世纪以前建的，与水相连，并且地面只在一般高潮位之上几十cm。地面沉降引起洪水次数增加，并引发侵蚀及水力作用，这些常会恶化城市建筑并导致更频繁的维修。湿地消失与岸滩变低会使泄湖盆地和沿海岸带更易遭受沿海海上风暴的毁灭性袭击。提出的一系列防治措施有:新建海滩和海滩养护、恢复沙丘、湿地重建与保护、防御工程、海上出人口临时关闭等。
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5.2地面沉降的法律纠纷
荷兰的F.B.J.Barends认为，对于地面沉降引起的法律纠纷，科学解释与法律规则或者公众舆论之间存在着矛盾。他介绍了4个案例:
案例1:某私宅房主意识到其住宅会受到建筑排水或下水道修理造成的损坏，于是在施工前拍了其住宅的照片，因此能够表明损坏的原因和肇事方。应该承担责任的是承包商和政府，他们不同意，于是请来专家，但是没有获得任何资料。如何找到技术上相一致的回答才是关键。结果是承包商和政府败诉。
案例2:一座横越大河的高速公路桥墩在下沉。在3000m深处开采石油的公司被控为被告，技术调查得出了惊人而难堪的结果，起诉被驳回。
案例3:为采矿而进行的地震勘查涉及到地面爆破。农场主确信这会改变土地的地质、水文地质状况，并要求影响庄稼收成的赔偿。两位专家(水文地质专家和农业专家)进行了调查，尽管调查结果表明不会有影响，但这家公司也冒了一次险。
案例4:由于新闻媒体的推波助澜，荷兰公众对开采其北方深部天然气产生了很大的争论，并影响到了学术界和政治家的观念，公共的情绪扭曲了正常的辨论。专家们无能为力，否则会丢掉饭碗。
5.3社会决策制订与地面沉降
