沉 降
建筑物沉降观测标准及验收规范最新版
前言随着社会的不断进步,物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善,同时,也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾,高层及超高层建(构)筑物越来越多。
为了保证建构筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。
现行规范也规定,高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。
特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,造成巨大的经济损失。
一、沉降观测的基本要求1、仪器设备、人员素质的要求根据沉降观测精度要求高的特点,为能精确地反映出建构筑物在不断加荷作用下的沉降情况,一般规定测量的误差应小于变形值的1/10——1/20,为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级),水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺。
在不具备铟合金水准尺的情况下,使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。
人员素质的要求,必须接受专业学习及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算,做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。
2、观测时间的要求建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件,特别是首次观测必须按时进行,否则沉降观测不是得不到原始数据,而是整个观测得不到完整的观测意义。
其他各阶段的复测,根据工程进展情况必须定时进行,不得漏测或补测。
只有这样,才能得到准确的沉降情况或规律。
相邻的两次时间间隔称为一个观测周期,一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如:次/30天)或按建筑物的加荷情况每升高一层(或数层)为一观测周期,无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。
沉降名词解释
沉降名词解释沉降的定义沉降是指物质从高处向低处移动,即下沉。
下沉是一种自然现象,主要是指地壳发生变化,上层重的岩层(特别是坚硬的岩石)沿着断裂面下落。
沉降还可以指人口密度由于自然条件的改变而不断下降,这种下降就称为沉降。
2沉降是沉积过程中岩层或矿体变形的一种表现,它反映在地球表面的各个方面,因此必须考虑构造和地貌因素对沉降的影响。
3根据沉降所处的空间位置不同,将沉降分为三类:4矿石进入水体,海底板块相互碰撞或挤压时产生的挤压应力使底层矿石压实,这种现象称为触变作用,通常叫做触变沉积。
如砂岩,泥岩,粉砂岩等页岩含有大量孔隙,受到压实作用时,其中的孔隙空间成为储水空间。
当压实作用强烈时,也会形成石油。
5滑坡引起的沉降,多见于我国西南地区,具有规模小、速度快、强度高的特点。
6指水平位移、垂直位移及倾斜位移。
水平位移是指与某一基准面平行的方向上的水平距离。
7指土层固结沉降。
它是指土层受固结作用后的沉降。
沉降过程与沉降量之间具有密切的联系。
如果土层在一定时间内停止沉降,则会引起严重的建筑损坏或地面塌陷。
因此,要特别注意掌握土层沉降量与时间的关系,以便及时采取措施,减轻灾害。
8、基础下沉。
基础的沉降是由于土层自身的自重固结所致,基础附近的土体受自重而出现的沉降。
9、固结沉降。
土层经过长期沉积固结而发生的沉降。
10、降雨沉降。
地下水位骤然下降时,降雨所形成的沉降。
11、可分为:静态沉降。
由于受荷载,地层收缩,地震等作用造成的沉降。
动态沉降。
由于地下水位或土层中的孔隙水压力的变化造成的沉降。
12、建筑物破坏造成的沉降,例如建筑物因不均匀沉降而开裂、倒塌;地基承载力不足,引起不均匀沉降而造成建筑物破坏。
13、外力地基基础设计与计算的主要任务,是合理确定建筑物的持力层,并根据地基的稳定性、变形和不均匀沉降等因素,合理布置建筑物的地基。
项,该信息所描述的具体情况不构成任何投资建议,您应根据自身情况,理性投资。
精密水准测量在地面沉降监测中的应用
精密水准测量在地面沉降监测中的应用沉降观测是根据建筑设置的沉降观测点与沉降基准点进行观测,用相对数值来表示建筑的沉降程度。
一般沉降观测基准点网由多个沉降基准点和沉降工作基点组成。
沉降基准点是进行建筑沉降观测工作的基准和参照,它应设置在建筑变形影响范围以外,且位置稳定、易于长期保存的地方。
沉降工作基点是当沉降基准点不能直接引用为便于现场测量作业而设置的相对稳定的测量点。
文章主要对精密水准测量在地面沉降监测中的应用内容进行了阐述,以供参考。
标签:地面沉降;精密水准测量;监测应用【文献标识码】A随着城市建设的迅速发展,逐步建立了全市统一高程控制网,并定期与国家水准基点进行联测,比较准确的掌握了市区地面高程的变化。
通过各种监测技术的应用,掌握地面沉降时空分布规律,进一步查明地面沉降的原因,掌握沉降规律,提出控制沉降的措施意见,保障规模不断扩大、数量不断增加的重大基础设施的运营安全。
1、地面沉降监测基准网建设地面沉降基准网是地面沉降监测的主要参考标准,而且,监测网的形式应结合水准路线形式进行相应的设计,通常地面沉降监测基准网的建设都会将多条路线组成水准网,进而保证一定数量的共同点。
并在实际监测过程中,结合监测的侧重点明确水准监测网的监测周期,当然,在此过程中应根据水准网建设的相关规范要求进行监测,并要对监测现场的各项监测数据质量进行严格的控制,从而保证水准网监测的有效性。
如果不能准确把握组网平差时,将很难保证监测数据的准确性,从而基点沉降位移检查造成难度大的情况,更难以确定地面沉降的具体数据。
在利用监测基准网实施周期性观测之后,需要对其区分观察误差或点位沉降引起的点位高程差异原因,以便于对水准点位的稳定性进行分析。
通常在地面沉降监测中,需要由基准点逐渐开始进行水准联测,并根据间接平差原理对平差进行逐一的计算,从而提升平差计算的有效性,同时也更有利于监测点近似高程的计算。
2、精密水准测量中存在的问题2.1 水准面曲率水准曲面率是影响精密水准测量產生误差最为常见的一个因素,精密水准测量是借助于水准仪提供了一个水平的视线,并根据其前后标尺在水平视线中所显示的数值,从而得到高差数值。
石油储罐沉降监测的原理及数据处理
石油储罐沉降监测的原理及数据处理摘要:建筑物从基础施工到竣工验收及运营使用过程中,由于建筑物地基的工程地质、土层的物理性质以及建筑物本身载重等因素的变化影响,往往产生不同性质的变形;如果变形达到一定限额就会影响建筑物的正常使用并造成经济损失。
因此,在工程施工和运营期间必须对建筑物进行变形监测,准确掌握施工过程中及后期建筑物的变化规律,确保建筑物的正常使用和财产安全。
本文以××油罐监测为例介绍沉降观测的原理及沉降监测数据处理过程。
关键词:沉降监测;原理;数据处理1.监测方法的原理(1)水准网的建立、观测①水准网的布设根据施工实际需要及沉降观测工程特点,在观测区建立相对独立的水准网,水准网由水准基点和工作基点组成。
在远离沉降影响区域设立不少于3个水准基点(稳定后使用),并确保控制整个测区。
测区范围内设立工作基点若干。
工作基点贯穿工作区域,工作基点采用砼筑或墙上水准点的设置安装方式进行设置。
基点提前踏勘选点并埋设,在使用前确认其稳定。
水准网的布设根据现场实际踏勘结果确定,宜布设成结点网状。
②水准网的观测水准网观测按下列技术要求进行:a.视线高于地面0.2m,视线长度小于50m。
b.应避开雨天和高温天。
c.采用光学测微法读数。
d.基辅分划读数差不大于0.5mm。
e.按下式计算的中误差不大于2mm:=式中:Mw-高差全中误差(mm);W-环线闭合差(mm);L-计算W时相应的路线长度(km);N-附和路线或闭合路线环的个数。
定期对水准仪i角和水准尺零点差进行检验。
水准仪i角不得大于15,水准尺零点差不大于0.10mm。
遇到观测数据异常时,在排除偶然误差所致前提下,应及时检查水准仪i角,以便查明原因。
水准网观测周期根据水准点位的稳定情况来定,若发现变化大,缩短周期。
③水准网成果整理每次水准网观测数据采集完成,必须对数据进行检查校对。
确认各项技术指标符合规范要求,计算出各点间的视距长度和高差,用“测量平差计算”程序进行严密平差,计算出各点高程值,并进行精度评定。
建筑讲座:桩基础沉降的计算
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桩侧负摩阻力的危害
• 可见,桩侧负摩阻力的发生, 将使桩侧土的部分重力和地面 荷载通过负摩阻力传递给桩, 因此,桩的负摩阻力非但不 能成 为桩承载力的一部分.反而相 当于是施加于桩上的外荷载, 这就必然导致桩的承载力相对 降低、桩基沉降加大。
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二、负摩阻力的计算
1.单桩负摩阻力的计算
(1)中性点的位置 中性点的位置取决于桩与桩侧土的相对 位移,原则上应根据桩沉降与桩周土沉降相 等的条件确定。 要精确计算中性点的位置是比较困难的, 目前多采用近似的估算方法,工程实 测表明,在可压缩土层 L0 的范围内, 中性点的稳定深度Ln是随桩端持力层 的强度和刚度的增大而增加的,其深 度比 Ln / L0 可按下表的经验取用。
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(3) 下拉荷载的计算
下拉荷载 Fn为中性点深度 Ln 范围内 负摩阻力的累计值,可按下式计 算:
Fn u p lni ni
i 1
n
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2 .群桩负摩阻力的计算
对于桩距较小的群桩,群桩所发生的负摩阻力因 群桩效应而降低,即小于相应的单桩值,这种 群桩效应可按等效圆法计算
群桩中任一单桩的下拉荷载:
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(3)“m”法:假定kx随深度 成正比地增加,即是 kx=mz。我国铁道部门 首先采用这一方法,近 年来也在建筑工程和公 路桥涵的桩基设计中逐 渐推广。
高层建筑筏板基础的沉降计算 (1)
工期间沉降平稳, 整个基础沉降比较均匀, 基础最小 沉降为 11. 5 mm , 最大沉降为 16. 8 m m, 平均沉降 为 13. 2 mm 。各点的沉降差在 5. 3 mm 以内, 不存在 沉降突变的问题。
4 对比分析及结论
从以上的结果可以看出, 采用中国建筑科学研 究院结构所 CAD 工程部开发的“弹性地基梁板基 础结构 CAD 软件”计算的沉降值, 虽然与现场实测 值存在一定的差异, 但总的趋势来说还是一致的, 基 本上没有超过高层建筑沉降限值。其沉降计算值与 实测值存在着一定的差异的主要原因是实际测量沉 降时, 建筑物只承受了 80% 的荷载, 而且最后 2 次 沉降的差值高达 3 m m, 说明建筑物还没有完全沉 降。根据建筑物的特点及场地土地质构造的特殊性 并结合地基基础的受力特点, 该工程的基础采用筏 板基础方案是可行的。
…………
Xn
Dn1 Dn2 … Dnn Rn
式中, [ D] 为地基的柔度系数。
设作用于基底的荷载合力 P ( 包括基础自重) 对
x 和 y 轴的力矩分别为 Mx 和 My ( H和 M 的正方向 如图 1 中旋转箭头所示) 。根据静力平衡条件有:
R 1+ R 2+ …+ Rn = P x 1R 1+ x 2R2 + …+ x n Rn= My y 1R1 + y 2R 2+ …+ yn Rn = Mx
1 沉降计算机理
高层建筑结构水平及竖向荷载很大, 因而基础 埋置较深, 面积较大, 材料用量多。有的建筑基础刚 度很大, 如高层建筑筏板基础和箱形基础, 根据实测 结果表明, 其本身的弯曲变形远小于地基的变形, 它 的纵向相对弯曲在 4/ 10 000 以内, 且大部分纵向相 对弯曲已在早期施工阶段形成, 故可近似视作绝对 刚性基础。
沉降量计算方法
例题4-2 计算表格z (m) L/B z/BEsi(kPa)(cm)(cm)0 0 0.2500 01.0 0.8 0.2346 0.2346 0.2346 4418 4.27 4.272.0 1.6 0.1939 0.3878 0.1532 6861 1.80 6.073.0 2.4 0.1578 0.4734 0.0856 7749 0.89 6.964.0 3.2 0.1310 0.5240 0.0506 6848 0.59 7.555.0 4.0 0.1114 0.5570 0.033 4393 0.60 8.156.0 4.8 0.0967 0.5802 0.0232 3147 0.59 8.747.0 5.6 0.0852 0.5964 0.0162 2304 0.57 9.317.6 6.08 0.0804 0.6110 0.0146 350000.03 9.34按规范确定受压层下限,z n=2.5(2.5-0.4ln2.5)=5.3m;由于下面土层仍软弱,在③层粘土底面以下取Δz厚度计算,根据表4-3的要求,取Δz=0.6m,则z n=7.6m,计算得厚度Δz的沉降量为0.03cm,满足要求。
查表4-2得沉降计算经验系数ψs=1.17。
那么,最终沉降量为:三、按粘性土的沉降机理计算沉降根据对粘性土地基在局部(基础)荷载作用下的实际变形特征的观察和分析,粘性土地基的沉降S可以认为是由机理不同的三部分沉降组成(图4-8),亦即:上式中的低值适用于较软的、高塑性有机土,高值适用于一般较硬的粘性土。
表4-4 沉降系数ω值受荷面形状L/B 中点矩形角点,圆形周边平均值刚性基础圆形— 1.00 0.64 0.85 0.79 正方形 1.00 1.12 0.56 0.95 0.88矩形1.52.03.04.06.08.010.030.050.0100.01.361.521.781.962.232.422.533.233.544.000.680.760.890.981.121.211.271.621.772.001.151.301.521.701.962.122.252.883.223.701.081.221.441.61——2.12———*平均值指柔性基础面积范围内各点瞬时沉降系数的平均值(二)固结沉降计算固结沉降是粘性土地基沉降的最主要的组成部分,可用分层总和法计算。
实验三、自由沉降实验
实验三 自由沉降实验一、实验目的1、通过实验加深对自由沉降的概念、特点、规律的理解。
2、掌握颗粒自由沉淀实验方法,根据实验结果绘制沉降速度分布曲线。
二、实验原理沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。
根据液体中固体物质的浓度和性质,可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等4类。
颗粒在自由沉淀过程中呈离散状态,互不结合,其形状、尺寸、密度等物理性质均不改变,下沉速度恒定,在水流中的沉降轨迹是直线。
自由沉降多发生在悬浮物浓度不高情况下,如沉砂池及初沉池中的初期沉降。
为便于分析,假定:①沉降颗粒为球形,其大小、形状及质量在沉降过程中均不发生变化;②水处于静止状态,且为稀悬浮液。
自由沉降过程可以由斯托克公式进行描述,即2118s gu gd ρρμ-=••式中 u ——颗粒的沉速; ρg——颗粒的密度;ρ——液体的密度; µ——液体的粘滞系数;g ——重力加速度; d ——颗粒的直径;废水中悬浮物组成十分复杂,颗粒形式多样,粒径不均匀,密度也有差异,采用斯托克公式计算颗粒的沉速十分困难,因而对沉降效率、特性的研究,通常要通过沉降实验来实现。
实验可以在沉降柱中进行,方法如下:取一定直径、一定高度的沉降柱,在沉降柱中下部设有取样口,如图所示,将已知悬浮物浓度C0的水样注入沉降柱,取样口上水深(取样口与液面间的高度)为h0,在搅拌均匀后开始沉降实验,并开始计时,经沉降时间t1,t2,….ti 从取样口取一定体积水样,分别计下取样口高度h,分析各水样的悬浮物浓度C1,C2,…..Ci ,同时计算:①残余悬浮物量Pi=Ci/C0,式中 Ci——ti时刻悬浮物质量浓度(mg/L),C0——原水样悬浮物的浓度(mg/L);②沉降速度Ui=H/tiH——取样口高度(m); U——沉降速度(cm/min);ti——沉降时间(min);注意问题:1、每从管中取一次水样,管中水面就要下降一定高度,所以,在求沉降速度时要按实际的取样口上水深来计算。
近年来上海市市区的地面沉降特征研究
玉 姚& 荷 孙 ’ 近 年 来 上 海 市 市 区 的 地 面 沉 降 特 征 研 究刘清玉 $!!"福&"上要!地面沉降已成为上海市一种本文通过对上海市近年来!!’()*&%%& 摘约性%降的特征及规律’影响因素"速率自 !’() 年以来呈现为逐渐增大的趋势"的继承性发展特征"其影响空间随着变形速率异性显著% 关键词!地面沉降#变化规律#影响因素#中图分类号!-).&"&) 文献标识码!/引言 上 海 市 处 于 长 江 三 角 洲 前 沿 ! 地 层 疏 松 ! 拥 有 多个含水层和软土层! 可压缩 性 大 ! 加 上 大 量 开 采 地下水等因素的影响! 导致地面沉降" 至 !" 世纪 #" 年 代 ! 地 面 沉 降 对 上 海 的 防 汛 # 船 运 # 港 口 及 建 筑物安全等影响日益突出!引起了政府和学术界的 高度重视" 这一时期许多单位与学者根据水准测绘 资料!从不同角度对地面沉降问题探讨$$%&%" 上海地 面沉降特征与 发 展 趋 势 是 随 着 地 下 水 开 采 与 人 工 回灌格局的调整! 城市发展进程而不断发展的! 总 体上可分为两个时期! 即地面沉降严重时期&$’!$%&0’*(-!,,, 年’&单位(..’$’(# 年’ # 地面沉降控制时期&$’(( 年至今’ " 而又由于区域开采 深 部 含 水 层 地 下 水 及 大 规 模 的 城 市建设的影响! 使 市 区 地 面 沉 降 呈 现 加 速 发 展 的 趋 势" 地面沉降的加速发展又给城市建设安全带来很 大的影响" 如 ’) 年代以来运营的地铁!#"号线! 地面沉降尤其是差异性引起地铁隧道沉降! 严重影 响着地铁的安全运营! 因此对上海市的地面沉降特 征进行研究具有重要的意义" 本文在广泛收集了上 海市地面沉降监测资料的基础上!以 $’*(+!,,! 年 内地面沉降的资料为例! 对地面沉降特征及规律# 影响因素等进行分析研究!旨在为上海市的城市建 设和地下空间开发&如地铁’提供科学依据"!上海市区地表沉降的时空分布概况 表 $ 为上海市区各行政区地面沉降特征统计表福 建 教 育 学 院 学 报 二注%新黄浦区包括了原黄浦区和南市区五 年 第 四 期收稿日期!!""!#"##"$基金项目!国家自然科学基金资助项目!%&$’$&(&"作者简介!刘清玉!)*+%, "#女#江西吉安人#0,(!!图 " 上 海 市 区 地 面 沉 降 等值线图)#"#*$ 年+"##( 年 ,#"##" 年&"##- 年 .#"##$ 年+!((( 年在 !""! #!""$ 年 间 地 面 沉 降 速 率 有 明 显 的 增 回落!达到 .%&$))*+!沉降中心仍在原南市区$黄浦 区$闸北不夜城地区$杨浦控江路地区$五角场地 区和西部华漕地区! 最大沉降量为 00))%/())!市 区差异沉降趋缓*!上海市区地面沉降的变化特征 !"# 上海市区地面沉降的速率自 $%&’ 年以来呈现为逐渐增大的趋势!并具有非线性变化的特征 上海市地面沉降动态监测资料表明! 上海市区 自 !",( 年以来地面呈现不断加速沉降的趋势 ’ 表!(* !",( #!""% 年间 市 区 地 面 平 均 下 沉 /(&0))! 刘 清 玉 "姚 荷 孙 # 近 年 来 上 海 市 市 区 的 地 面 沉 降 特 征 研 究大!年均沉降速率达 !%&’())*+" 地面沉降发育中心在以往基础上进一步发展! 形成了由原南市区#黄浦区$闸北不夜城地区$杨浦控江路地区$五角场 地区!$ 年累计沉降大于 $%))% 面积达 ,,&(-).%近 南北向的巨大地面沉降带& 其中又发育了原南市区 黄浦 区 闸 北 不 夜 城 地 区 ’!(/))(% ’!’"))(% ’!.())(%杨浦区控江路’!(%))(等数个沉降中心)在此期间! 市区地面沉降速率和沉降速率的空间差 异都显著增大*!""(#.%%% 年之间年平均地面沉降速率显著增 大!由 !",(#!""% 年间的 ’&.,))*++!""!#!""$ 年间 的 !%&’())*+! 增 大 至 此 阶 段 的 !"&’())*+! 并 且 沉!""! #!""$ 年间 市 区 地 面 平 均 下 沉 $/&,))! 而 在 !""( #.%%% 年间 ! 市 区 地 面 平 均 下 沉 量 达 到 了 ",&,))* 从各行政区的平均沉降量来看!在同一时期 内地面沉降速率较大的地区为杨浦区%闸北区%虹口 区%新黄浦区%长宁区西部%浦东新区沿江一带%闵行 区西北部华漕地区等! 而其它地区在相同时期内的 地面沉降速率则相对较小*从市区地面沉降总体发展趋势分析!!",(#!""% 年市区绝大部分地区的累积沉降在 $%)) 内!仅有极 小部分地区的累积沉降超过 $%))&!""!#!""$ 年市 区累积沉降大于 $%)) 的地区则达到了 ,,&(-).!面 积比 !",(#!""% 年扩大了 . 倍* !""(#.%%% 年期间! 市区绝大部分地区的累积沉降量超过了 !%% 毫米!仅 有约 .%-). 区域的累积沉降幅度小于 $%))*上海市区各年度平均地面沉降速率% 典型监测 点地面沉降均表现出相似的变化规律与发展趋势! 并十分清楚地显示自 .% 世纪 ,% 年代末开始沉降速 率表现出非线性增大的特征’见图 .(*降范围进一步扩展& 此阶段最大累计沉降量达到了 .,%))%.(’))! 同时! 西部闵行辖 区内 的 华 漕 地 区 又出现了一个规模较大的地面沉降中心! 最大地面 累计沉降量达 ./%))& 与市中心区地面沉降带形成 了目前上海市较为突出的大型,鞍形-沉降区* 由于 地面沉降速率增大及其发育空间上的变化使市区差 异沉降更加显著! 在闸北天目路地区东西方向差异 沉降达到了 !,%))*-)* !",(#.%%% 年间上海市区地 面沉降空间分布见图 !*福 建 教 育 学 院 学 报 二图 ! 上海市区地面累积沉降历时变化!"#$%&!’(( 年".&. 上海市地面沉降具有较好的继承性发展特征!随着变形速率的增大而不断地扩展目前! 市区纵贯南北的原南市区$黄浦区$闸 北区$杨浦区的巨大沉降带是在 !",(#!""% 年间杨 浦区%虹口区北部%黄浦区和原南市区等若干小规模 地面沉降中心基础上发展形成的* !",(#!""% 年间! 市区沉降主要分布在杨浦区% 虹口区% 黄浦区% 前南五年 第 四 期在 .%%%#.%%. 年期间! 市区平均地面沉降速率 市区等几个规模较小的区域! 累积地面沉降量超过!%’!!!"## 的地区仅为 $%&#’!())(*())! 年间随市区地面 沉 降 速 率 的 增 加 "市 区 地 面 累 计 沉 降 幅 度 大 于 !"## 的 区 域 约 为影响因素* 上海 市 地 面 沉 降 勘 察 研 究 报 告 +()!’ *()0, 年,- 中确定了地下水开采是当时地面沉降的主要原 因!) 目前"由于第四.五承压含水层已成为上海市地 刘清 玉 姚$ 荷 孙 % 近 年 来 上 海 市 市 区 的 地 面 沉 降 特 征 研 究%%+,&#$"大于 -..## 的区域约为 -’&#’! 前述各地面沉降中心的影响范围均有较大幅度的增大" 前南 下水开采的主要层位 +’..’ 年分别占全市地下水开 市区的沉降中心整体向西北方向扩展至卢湾区交界 处"最大累计沉降量达 -,/###黄埔区北部的沉降中 心扩展到虹口区和闸北区南部" 最大累计沉降量达 -0)###虹口区沉降中心向杨浦区方向发展1沉降范 围扩大的同时"最大累计沉降量达 -,.##!采量的 ,.5.-!5,"地下水位自 ’. 世纪 ). 年代以来 呈大幅下降态势"深部第四.五承压含水层变形相态 发生了明显改变"沉降速率也呈现出非线性的加速发 展趋势+见表 ’,"所以土层深部第四.五承压含水层 成为了市区及近郊区地面沉降的主要影响层次) 因 -)),*’... 年间" 市区地面沉降的平均速率达 此"地下水开采仍是上海市区地面沉降的主要因素) 到了 -)+0,##23" 地面沉降的影响范围进一步扩大!市区原南市区$黄浦区$闸北区$杨浦区地面沉降 带继续发展"其中黄埔区%虹口区及闸北区的沉降中 心范围向周围扩展"最大累计沉降量已达到 ’%.##" 监测范围内的浦东新区地面沉降速率大于 -.##23# 杨浦区南部% 五角场中原地区的最大累计沉降量分 别为 ’/’##%’,0##! 至 ’... 年累积地面沉降量大 表 ’ 浦东塘桥地区垂向不同埋藏深度土层沉 降量和变形特征统计表+-)%’+-.*’..-+-’,于 !.## 的 地 区 发 展 到 了 ’,.&#’" 沉 降 幅 度 大 于-..## 的区域约为 -.%+0&#’! 随着各地面沉降中心的影响范围不断外延" 原沉降中心逐渐融合形成了 目前市区规模宏大的地面沉降带!!"# 上海市区地面沉降在空间上的差异性显著 地面沉降在空间发育上具有很大差异性" 而且 随着地面沉降速率的发展而不断增大! 由于各沉降 中心的影响范围%沉降速率不断增大"使市区不同空 间地面的沉降差异性更加明显!表 - 统计了上海市区各行政区不同阶段地面沉 降指标! 以&标准偏差’为例"标准偏差越大表明数据 越离散%沉降数据彼此相差越大"反映出差异沉降越 注!"%#表示土层回弹#"! 大规模城市建设已成为上海市区地面沉降 的重要影响因素早在 ’. 世纪 0. 年代" 就已关注到了建筑物载 荷对浅部软土层流变的影响" 沉降效应进行了短期的监测) 并对部分高层建筑的 从 -)). 年开始"大规 模城市建设活动使水准点沉降量显著地大于分层标 明显( &最大沉降量’ 指标来看" 从 其标准偏差在变形量" 并初步地统计出城市建设对上海市区地面 -)%,*-)). 年间只有 ’.+4"而在 ())(*())! 年间就上 升到 4)+)"到 ()),*’... 年间高达 ,4+/"表明各行政区的最大沉 降 量 随 着 时 间 的 推 移 彼 此 相 差 越 来 越 大#&最少沉降量’和& 平均沉降量’的标准偏差在相 沉降的贡献率为 /.5"#广泛使用的基坑开挖. 井点 降水及建筑物荷载的增加都使浅部软土层呈持续的 压缩流变状态"变形速率由 -)%,*-))! 年的 ’+.##23 增加到了近 !+.##23#) 图 / 统计了陆家嘴地区三座具有代表性的高层 建筑物的沉降监测数据" 并与陆家嘴地区地面沉降 的背景进行了对比) 在将近三年+’...+4*’..’+-.,的 监测时间内" 表现出持续的沉降趋势" 金茂大厦. 国 福建教 育学院学 报 二 同时间内也具有相似的递增趋势" 也反映了各行政 区的最小沉降量或平均沉降量随着时间的推移" 地 面沉降空间上的差异性越来越明显) 其中杨浦区%闸 北区%虹口区%新黄埔区% 长宁区% 浦东新区% 闵行区 等地区的地面沉降的差异性最为显著# 如人民广场 际金融大 厦 . 招商 大 厦 周 围 地 面 平 均 累 计 沉 降 了 地区垂直于地面沉降等值线方向"()),*’... 年间地 面沉降速率在空间的差异变化最大可达 ((’##2&#!!地面沉降的影响因素分析 #"$ 地下水开采仍是上海市区地面沉降的主要而同期陆家嘴地面背景沉降值 -.-+!.,!+..,.+,##" 五年 第 四 期为*4!+%##"分别高于背景值的 ’+’.-+4.-+/ 倍)-.%!!的开采和近年来大规模的城市建设$其中地下水开采则是造成地面沉降的长尺度的因素%随着城市规模扩展&中心城与卫星城快速交通线的建设$地铁仍将是城市公共交通的主要形式%随刘清玉,姚荷孙-近年来上海市市区的地面沉降特征研究着地铁交通线的建设与运营$因区域地面沉降对地铁隧道等地下空间造成不利影响仍是地下空间开发不可忽视的问题’同时区域地面沉降还将给城市的进一步建设&防汛&船运&港口及建筑物安全带来不可估量的损失%注释!图! 浦东陆家嘴地区典型高层建筑物沉降特征!"###$%&"##"$’#"注#’$监测基准点浦东塘桥基岩标!()"$采用精密二等水准测量$自"###年开始$每季度测量一次%"$国际金融大厦#高"!#*&+!层$于"###年投入使用’招商大厦#高’,-*&!.层$于’..-年投入使用’金茂大厦#高%"#*&,,层$于’..,年投入使用%! 结论上海市的地面沉降已成为一种主要的地质灾害$对经济发展和城市建设具有很大的制约性%近年来上海市的地面沉降主要有以下特点#/’0地面沉降的发展!上海市地质处编!上海市地面沉降勘察研究报告"!"#$%!"&’年#$(%)*"&")"上海市地质调查研究院编!$(%)*""")上海市地面沉降调查#上海市地质调查研究院!典型建筑密集区与重大市政设施地面沉降特征研究$(%)$++!)参考文献!$!%李新民)对于&关于上海水准标点升沉问题的初步研究’一文的一些意见以及我对于上海地基升沉的一些见解$,%)测绘通报!*"-’!$".()*%.+/$$%张雅达/关于上海水准标点升沉问题的初步研究$,%/测绘通报!*"--0*123)!%2-/$.%张雅达/读了李新民同志的&意见和见解*以后再谈+关于上海水准标点升沉问题*$,%!测绘通报0!"--0.1!4)!56+)速率自’.,-年以来呈现为逐渐增大的趋势$并具有非线性变化的特征%!""地面沉降具有较好的继承性发展特征$其影响空间随着变形速率的增大而不断地扩展%!!"地面沉降在空间上的差异性显著$形成了市中心区原南市区(黄浦区(闸北区(杨浦区的巨大沉降带&西郊以闵行区华漕镇为中心的地面沉降发育中心%上海市市区地面沉降的影响因素主要为地下水! "#$%&’(#)* +*,#$-*.’(#)*/,0%"$1.2%*03*20"),04),25-1,0!-*,206*3*0#7*,-.1234567&89’:;<=>&?96"!"#$%&’()*%+),-.%,/(’&0123456’+7+8)6)4)%,- 9:4;’)6,+234<0,4=>??@>2A06+’B@C D0’+/0’67+8)6)4)%,-.(,4+:86EE F%;,++’688’+;%-,(A6G6E$%-%+8%2D0’+/0’6@??@=@2A06+’H福建教育学院学报二!1.#-,3#826@A B67A B5C A>D B6E?9F?5E>6G>AB? F>>6 B *B H I J7>I D I75GB D GB D B*5C8K A5G A AB? 7J>B CD8J>?C J5G C>EC A>>G I6I*5G E>L>D I M*>6C B6E C A>9JFB6 G I6?C J9G C5I6$NB?>E I6C A>?9F?5E567E B C B IF C B56>E56J>G>6C8>BJ?O’.,-&"##"P Q C A5?MBM>J MJ I F>?C A>R>B C9J>?Q C A>9?9B D*I E>?Q B6E C A>B RR>G C567R BG C I J?Q B6E ?9*?9M C A>R I DD I K567 *B56G A BJBG C>J5?C5G?S/’P C A>D B6E?9F?5E>6G>L>D I G5C8?56G>’.,-?A I K?B C J>6E I R56GJ>B?>Q B6E M I??>??>?B C JB5C I R 6I6&D56>BJ G A B67>T/"P C A>D B6E?9F?5E>6G>B D?I M I??>??>?B R>B C9J>I R?9GG>??5L>E>L>D I M*>6C Q B6E C A>BJ>B B R!R>G C>E*B8>UMB6E7JB E9B DD8K5C A C A>G A B67>I R C A>?M>>E T/!P C A>E5RR>J>6G>I R C A>D B6E?9F?5E>6G>56E5RR>J>6C BJ!>B? 5? 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沉降
离心沉降
重力降速度一般很小,故设备体积庞大。
将同样的流-固体系置于加速度为 r?2 的离心力场中,颗粒的沉降速度(如颗粒细小,Rep<2.0,服从斯托克斯定律)为
r 和? ?,离心分离因素 a ?,对密度差小、颗粒很细的流-固体系采用离心沉降分离也可获得很高的分离效率。
实验发现:在颗粒含量较多的浓悬浮液中,只要所含颗粒粒径大小相差不超过6倍,则所有颗粒都将以大致相同的速度沉降。其原因为颗粒与颗粒之间相互碰撞产生动量交换,使大颗粒沉降受阻滞而小颗粒被加速。干扰沉降速度与颗粒浓度有关。仅当颗粒浓度<0.2%,或者颗粒之间距离大于10~20倍粒径时,方可视为自由沉降。
主要性能指标:颗粒分离效率和流体阻力损失。
分离效率是衡量气流在旋风分离器内净化程度的指标。
总效率:被旋风分离器除掉的总的颗粒质量占进口含尘气体中全部颗粒质量的分率
总效率与设备的操作性能及颗粒的粒度分布有关。
同一台设备、同样的操作条件和同样的颗粒进口浓度,分离粗颗粒时的总
重力沉降
重力沉降分离中,颗粒沉降速度的大小决定了流-固两相分离的难易程度。
重力沉降速度正比于推动力 (?p-?)g 和颗粒粒径的平方 dp2。
当颗粒与流体的密度差不大、粒径也不大时,沉降速度会很小,故低密度的细颗粒就很难分离。
自由沉降:流体中单颗粒的沉降。
干扰沉降:流体中颗粒的含量较大时,颗粒沉降时彼此相互影响。液-固重力沉降分离中更为突出。
降尘室:分离含尘气体中颗粒的重力沉降设备。
气体通过速度为 u,尘粒沉降速度为 ut。
一份详细填写好沉降观测记录表格
建档表 2-15-1沉降观测示意图工程名称:北岸琴森小区水街1、2、3#地块沉降察看点标志表示图:沉降察看点及水平基点平面部署表示图(见附图)水平基点黄海标高。
··· ········预埋件· ····17mm六棱钢···· ··制图者:制图日期:年月日沉降观测记录工程名称:北岸琴森小区水街1#地块观第 1次第 2次第 3次第 4次测2004年 9月 12日2004年 10月 26日2004年 11月 17日2004年 12月 25日点标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)编( m)( m)( m)( m)号本次累计本次累计本次累计本次累计沉100110112 200220213降300001101观400111202测500110101结600000011果表工程状态观测者项目经理签章:承包商质检部门建议:监理单位建议:业主建议:日期:日期:记录人:日期:共(日期:)页第()页沉降观测记录工程名称:北岸琴森小区水街1#地块观第 5次第 6次第 7次第 8次测2005年 1月 19日2005年 2月 27日2005年 3月 20日2005年 4月 17日点标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)编( m)( m)( m)( m)号本次累计本次累计本次累计本次累计沉102130303 203030303降312020202观402021303测501010112结601120202果表工程状态观测者项目经理签章:承包商质检部门建议:监理单位建议:业主建议:日期:日期:日期:日期:记录人:共()页第()页建档表 2-15-2沉降观测记录工程名称:北岸琴森小区水街2#地块观第 1次第 2次第 3次测2004年 9月 12日2004年 10月 26日2004年 11月 17日2004点标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高编( m)( m)( m)( m)号本次累计本次累计本次累计沉1001101 2000000降3002202观4001101测结果表第 4 次年12月25 日沉降量( mm)本次累计01110212工程状态观测者记录者项目经理签章:承包商质检部门建议:监理单位建议:业主建议:日期:日期:日期:日期:记录人:共()页第()页建档表 2-15-2沉降观测记录工程名称:北岸琴森小区水街2#地块观第 5次第 6次第 7次测2005 年 1月 19日2005 年 2月 27日2005年 3月 20日点标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)编( m)( m)( m)号本次累计本次累计本次累计沉1011202 2010112降3020202观4020202测结果表2005标高(m)第 8 次年4 月17 日沉降量( mm)本次累计02021302工程状态观测者记录者项目经理签章:承包商质检部门建议:监理单位建议:业主建议:日期:日期:日期:日期:记录人:共()页第()页建档表 2-15-2沉降观测记录工程名称:北岸琴森小区水街3#地块观第 1次第 2次第 3次测2004 年 9月 12日2004 年 10月 26日2004年 11月 17日点标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)编( m)( m)( m)号本次累计本次累计本次累计1001101沉002202 2降观测结果表第 4 次2004 年12月25日标高沉降量( mm)( m)本次累计1202工程状态观测者记录者项目经理签章:承包商质检部门建议:监理单位建议:业主建议:日期:日期:日期:日期:记录人:共()页第()页建档表 2-15-2沉降观测记录工程名称:北岸琴森小区水街3#地块观第 5次第 6次第 7次第 8次测2005 年 1月 19日2005 年 2月 27日2005年 3月 20日2005 年 4月 17日点标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)标高沉降量( mm)编( m)( m)( m)( m)号本次累计本次累计本次累计本次累计102130303沉02020202 2降观测结果表工程状态观测者记录者项目经理签章:承包商质检部门建议:监理单位建议:业主建议:日期:日期:日期:日期:记录人:共()页第()页建档 2-15-1沉降观测示意图工程名称:北岸琴森小区三期 B 区 1#楼沉降察看点及水平基点平面部署表示图:沉降察看点标志表示图:水平基点黄海标高。
5.颗粒沉降
Re P 2 ,层流区(Sokes区)
ut
dP2(P )g 18
2 Re P 500
,过渡区(Allen区)
ut
0.781
d
1.6 P
(
P
)g
0.4 0.6
0.714
500 Re P 2 10 5,湍流区(Newton区)
旋风分离器的构造简单,没有运动部件(设备不动,离心力是由切线进入的 气流产生旋转运动造成的),操作不受温度、压强的限制。一般其分离因数
5 ~ 2500 ,可分离气体中 5 ~ 75m 直径的粒子。dP 75m用降尘室分离
(经济),0.1m dP 5m 可用袋式除尘器,dP 0.1m 用静电除尘器。
还有旋液分离器是用于分离悬浮液,其结构特点与 旋风分离器类似。
回顾第1章流体沿固体壁面流过的阻力分为两类:表 皮阻力(即表面摩擦阻力)和形体阻力(边界层分离产 生旋涡),绕流时颗粒受到流体的总曳力:
(1)两种曳力—表面曳力和形体曳力
FD与流体 、 、相对流速 u 有关,而且受颗粒的
形状与定向的影响,问题较为复杂。至今,只有几何 形状简单的少数情况才可以得到FD的理论计算式。例 如,粘性流体对球体的低速绕流(也称爬流)时FD的 理论式即斯托克律(Stokes)定律为:
5.3.2离心沉降设备
靠近旋风分离器排气管的顶部旋涡中带有不少细小 粉粒,在进口主气流干扰下较易窜入排气口逃逸。提高 分离效率的另一途径是移去顶部旋涡造成的粉尘环,为 此而设计的XLV/B型旋风分离器见图。此种旋风分离器 的结构特点是进气口低于器顶下一小段距离,且在圆柱 壳体的上部切向开有狭槽,用旁通管将带粉粒的顶旋涡 引至分离器下部锥体内。不但提高了分离效率,还降低 了旋风分离器的阻力。若没有旁路,有人做过实验,堵 死旁路 20%。
多层砖混结构建筑物地基不均匀沉降的原因及对策分析
多层砖混结构建筑物地基不均匀沉降的原因及对策分析地基及作为建筑物的基础,在建筑施工过程中起着非常重要的作用。
地基的不均匀沉降会导致建筑物存在一定的安全隐患,严重威胁到建筑物的安全。
本文就对多层砖混结构建筑物地基不均匀沉降的原因进行分析研究,并对此提出一定的处理对策。
1 多层砖混结构建筑物地基不均匀沉降的原因1.1 建筑物地基不稳固由于建筑物的自重影响,易使得下部地层发生滑动或者错动,产生不均匀的沉降现象。
虽然一般情况下建筑物的重量是均匀分布的,但是实际中却是各部分的重力集中于建筑物中央,导致建筑物的中间部分的下沉程度要比四周大。
此外,地基建设在不同类型土层上,它的沉降状况也有很大的不同。
在粘土层中,建筑物的地基在重力作用下,容易发生侧移,导致受力分布不均匀,于是易发生较大规模的沉降;在厚度不均匀的软土层中,建筑物的重力易使得地基中的土层厚度不均,导致在薄的部分压缩量要比厚的部分小,进而造成了地基的不均匀沉降;而在砂砾层中,由于砂砾的粒度比較大,空隙也较大,在压实时不易发生很大错动(比前两者要好得多),但是随着楼层层数的增加,自重加强,也会是地基发生不均匀沉降。
1.2 建筑物周围环境的改变一般情况下,在已有建筑物群体的附近再建造新的建筑物时,会使得原有地基的重力负载力加大,尤其是当两个建筑物之间的距离比较近时,在他们的重力的共同作用下,会导致地基应力相互叠加,造成新建筑物的地基发生倾斜,严重的还会导致旧建筑物被损坏,产生墙裂缝。
建筑物下的地下水水位的变化也会影响到建筑物的地基,在挖掘新地基的过程中,施工人员通常是利用排水法处理地下水,这会改变地下水的水位,使得局部的地下水位下降,地下的应力场发生改变。
地下水上层的地基就会失去水的浮力,当地基上部分的建筑物逐渐加高时,建筑物重力加大,导致地基发生不均匀沉降。
1.3 建筑物设计和施工不合理由于建筑设计是在未详细探明地下的地质环境时进行的,对于实际的情况缺乏一定的了解,也不是很清楚,因此,在设计方面存在着较大的不合理性。
大气沉降的名词解释
大气沉降的名词解释大气沉降是指大气成分中的固体和液体颗粒物质,由于重力的作用,在大气中垂直下降而逐渐沉积到地面或水体表面的过程。
这些颗粒物质可以是灰尘、烟尘、气溶胶、落叶等,它们以微小的形态存在于大气中,并随着天气和地理环境的变化而发生沉降。
1. 大气沉降的类型大气沉降可以分为干沉降和湿沉降两种类型。
(1)干沉降:指大气中的固态颗粒物质在空气中随着气流的运动而逐渐下沉到地面。
这些固态颗粒物质通常是由工业排放、机动车尾气、土地扬尘、火山喷发等活动产生的,其沉降速度较快,容易造成环境和健康问题。
(2)湿沉降:指大气中的气态和液态颗粒物质,在遇到雨水或其他湿度较高的条件下,通过降水的形式沉降到地面。
这些颗粒物质主要包括酸雨、颗粒物物种、气溶胶等,其含有的化学物质往往对环境和生态系统具有较大的影响。
2. 影响大气沉降的因素(1)气象因素:大气沉降的速度和形态受气象因素的影响很大。
风速、风向、降雨量、温度等气象条件的改变都会影响大气沉降的过程和速度。
(2)源排放因素:大气沉降的程度和颗粒物质的来源密切相关。
工业废气排放、机动车尾气、农药使用、焚烧等活动会产生大量的固体和液体颗粒物质,进而影响大气沉降过程。
(3)地理环境因素:地表地貌、覆盖类型和地形等地理环境因素也会对大气沉降产生影响。
例如,山区和平原地区可能会有不同的大气沉降速率和沉降类型。
3. 大气沉降与环境、健康的关系大气沉降带来的固体和液体颗粒物质对环境和健康造成了一定的影响。
(1)环境影响:大气沉降中的颗粒物质会降积到水体和土壤中,导致水质和土壤质量的下降。
这些颗粒物质中可能存在有害物质,对水生生物和土壤生态系统造成潜在风险。
(2)健康影响:大气沉降的颗粒物质中可能含有有害的化学物质,如重金属、有机物和致癌物质等。
人们在呼吸和食用受到污染的空气或食物时可能会吸入或摄入这些有害物质,对身体健康产生潜在威胁。
4. 大气沉降的减缓和治理为了减轻大气沉降的负面影响,人们可以采取一系列的措施来减缓和治理大气沉降。
房屋沉降允许范围
房屋沉降允许范围
房屋沉降允许范围
房屋沉降是指地面以下的土层出现不均匀的沉降现象,最常见的原因是地下水位下降或深层土层在受到重力作用时发生变形。
房屋沉降会对房屋结构、管线等造成严重破坏,甚至会威胁到房屋安全。
为了保证房屋安全,在施工中应根据有关法律、法规和技术要求,严格控制房屋沉降量。
根据《建筑工程施工质量验收规范》(GB50401-2006)的规定,在地面下沉现象发生的情况下,房屋沉降量计算公式为:沉降量≤(施工前地表高程-施工后地表高程)/施工前地表高程×100%。
根据《建筑工程施工质量验收规范》(GB50401-2006)的规定,房屋沉降允许范围为:在没有破坏支撑结构的情况下,沉降量≤3mm,有支撑结构的情况下,沉降量≤6mm。
施工过程中应采取防止房屋沉降的措施。
一方面,应避免过度挖掘和施工,以防止地层的坍塌和塌陷;另一方面,应及时补充地下水位,保持地层稳定,以减少沉降。
房屋沉降是一个可怕的现象,如果不采取有效措施,将会造成严重的损失。
因此,应根据实际情况,严格控制房屋沉降的范围,妥善处理沉降问题,以确保房屋安全。
河流沉降治理方案
河流沉降治理方案背景介绍河流沉降是指河流河床下降的过程。
随着人类经济和社会的不断发展,越来越多的人们生活在河岸边和水域附近。
同时,城市化进程也导致了城市排水系统的不断完善,进一步导致了大规模的河流沉降。
河流沉降会导致许多问题,如河水淤积、河堤倒塌、水位波动等,对生态环境和人类生存都有着不可估量的影响。
针对河流沉降问题需要寻找发生的原因,并采取相应的治理措施。
河流沉降原因河流沉降的原因多样,主要有以下几种:1.自然因素:受气候变化、地质构造等自然因素的影响,河床在一段时间内会自然下降。
2.人为因素:人类经济和社会的不断发展,不合理的开发利用以及频繁的建筑、挖掘活动等所导致的大规模河流沉降。
3.漫滩坍塌:由于先前的冲刷或开挖等活动,在漫滩处形成不稳定斜坡,斜坡上的松散物质随时可以坍塌,导致河床下降悬移物淤积。
河流沉降治理方案对于河流沉降的治理,可以采取以下措施:1.加强监测:对河流沉降情况进行实时监测,及时掌握河床下降的规模和速度,制定科学合理的治理方案。
2.河流生态环境的修复:植树造林、草皮种植、河卵石铺设等手段,保护河流生态环境并改善生存条件,有利于河床稳定和恢复。
3.河源改善:加大水源治理力度,控制土地的开垦和开采等人为因素,加强监管和执法,防止新的河流沉降。
4.堤防加固:加强对河岸和堤防的加固和巩固,减少河流因为侵蚀和淤积而导致的沉降。
5.人工除淤:定期采取人工除淤,减少水体淤积对河流沉降的影响。
结论河流沉降不仅对生态环境造成重大影响,也会严重影响人类的生存和发展。
为了遏制河流沉降的趋势,需要加强监督和治理力度,在河源改善、河流生态修复、以及人工除淤等方面下功夫,共同保护我们的家园,让我们的河流更加健康、无污染、丰美和美丽。
空气中颗粒物沉降估算法
同样条件下 非球 球
因此
ut,非球 ut,球
处理方法:可先假定为颗粒球形,然后校正。
ut(非球形)/ ut(球形)
ReP
颗粒球形度对沉降速度的影响
(3) 不均匀颗粒的沉降速度
粒径不同时,大颗粒沉降速度快,小颗粒沉降速度慢。
除去所有颗粒,应以最小颗粒直径计算ut 。 颗粒分级时,以不同粒度,分别进行计算ut 。
管式超速离心机:
颗粒的停留时间
颗粒的沉降时间
L LHb
u qV
② 颗粒分离(沉降)条件
t
H ut
含尘气体
u
ut
停留时间 沉降时间t
即:L H u ut
③ 生产能力 (可处理的尘气体积流量q V)
由分离条件得:qV bLut
净化气体
说明:生产能力由底面积、沉降速度决定,与降尘室高度无关, 多用扁平形状或多层降尘室(层高40-100mm)
A qm (X X w)
utm
注意:A的数值应在进料与底流之间的整个范围内进行计算,
选出其中的最大值,再乘以适当的安全系数,作沉降槽的横 截面积。
② 计算沉降槽的高度 沉降槽的总高度=压紧区高度+其它区域的高度(1~2m) 压紧区高度:依据压紧时间来决定,压紧时间一般由间歇试验
来确定。
压紧区高度计算式为:
3.4.2 重力沉降设备
(1) 降尘室 ① 结构及工作原理
入口截面:矩形
气体入口
降尘室底面积: A b L
含尘气流通截面积: S b H
含尘气体积流量: qV H bu
含 尘
气
颗粒运动速度分解:
体
随气体的水平流速u;
颗粒沉降速度ut。
(整理)Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式.
8.1.4 地层变形预测与分析通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类,一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表:二是采用有限元和边界元的数值方法。
采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式;其沉陷槽横向分布见图。
exp(max )(S x S =-222i x )⎪⎭⎫ ⎝⎛Φ-︒=2452tg Zi π式中:V —地层损失(地表沉降容积);i —沉降槽曲线反弯点;z—隧道中心埋深根据本标段的地质条件和埋深等,得i=6.9m,由此根据以往的工程实践及经验公式,沉陷槽宽度B≈5i,可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m,两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m,并且沉陷槽的主要范围在隧道轴线两侧6m范围内,离轴线3m的沉降量约为最大沉降量的60%~70%,离轴线6m的沉降量约为最大沉降量的25%。
地层损失V值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量,它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关,即V=V尾+V粘-V浆盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20~40mm,盾壳厚度为70mm,则:V=V尾+V粘-V浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)βα为折减系数,β为同步注浆的充填系数。
取α=0.6 β=0.5 得V=0.73m2由此可得地表最大沉陷值:Smax=23.4mm最大斜率:Qmax=0.0013以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况,隧道埋深16m左右情况下得出的,最大沉降量满足规范和标书要求。
虽然地表沉降形态是大体相同或相似的,但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别,目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆,而注浆的环节常有各种各样的问题发生,如缺量、过量、滞后、漏浆等等,不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映,同时不同的地质条件沉降亦有所不同,如粉砂土较粘土隆降起量要少,沉降速率要快,淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。
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ut——颗粒终端沉降速度(terminal velocity)
(1)层流区:ReP2 CD=24/ReP
1 P 2 ut gdP 18
斯托克斯(Stokes)公式
第二节 重力沉降
(2)过渡区:2<ReP<103
18.5 CD 0.6 Re P
ut 0.27 ( P ) gd P Re P
h t沉 ut l V t停 ui qv
Fg
6
d P P g
3
du Fg Fb m dt
FD CD AP
(6.2.3)
u 2
2
第二节 重力沉降
达到平衡时:
Fg Fb FD 0
6 d P P g
3
6
d P g CD
3
4
dP (( P ) d P g 3 C D
• 流体阻力的方向与颗粒物在流体中运动的方向相反,其大小与
流体和颗粒物之间的相对运动速度u、流体的密度、黏度以 及颗粒物的大小、形状有关。 • 对于非球形颗粒物,这种关系非常复杂。
第一节 沉降分离的基本概念
对于球形颗粒,流体阻力的计算方程:
FD CD AP
u
2
2
(6.1.10)
CD:阻力系数,是雷诺数的函数。 AP:颗粒的投影面积
CD f (ReP )
Re P udP
(6.1.11) …颗粒的雷诺数
第二节 重力沉降
一、重力场中颗粒的沉降过程
假设球形颗粒粒径为dP、质量为m。沉速如何计算?
浮力Fb
Fb
6
d P g
3
(6.2.2)
(6.2.1)
重力Fg
根据牛顿第二定律,颗粒 将产生向下运行的加速度 阻力(曳力)FD
第二节 重力沉降
将颗粒沉速计算式(6.2.5)进行变换得到CD计算式:
ReP2
4d P ( P ) g 2 CD Re P 2 3ut
Re P
d P ut
CD Re P 2
4d P 3 ( P ) g 3 2
(6.2.9)
不包含沉降速度ut的摩擦数群。
CDReP2
Re P ut (6.2.10) dP
如何由沉降速度计算颗粒直径?
第二节 重力沉降
沉淀池或降尘室工作过程示意图
含尘气体 含悬浮物液体
l dc
b
净化气体 净化液体
ui
位于沉淀池(降尘室)最高点的颗粒
沉降至池底需要的时间为 : 流体通过沉淀池(降尘室)的时间为:
h
为满足除尘或悬浮物要求, t停t沉 Vut 即: qV ut lb 流体中直径为dc的颗粒完全去除的条件。 h
第二节 重力沉降
二、沉降速度的计算
1.试差法 假设沉降属于某一区域 ——计算颗粒沉速 ——按求出的 颗粒沉降速度ut计算ReP,验证ReP是否在所属的假设区域。如 果在,假设正确;否则,需要重新假设和试算。
2. 摩擦数群法
CD 与 ReP 的关系曲线中,由于两坐标都含有未知数 ut , 进行适当的转换,使其两坐标之一变成不包含 ut 的已知数群, 则可以直接求解ut。
0 .6
(6.2.7)
……艾仑(Allen)公式 CD = 0.44
(6.2.8)
(3)湍流区:103<ReP<2105
ut 1.74
( P ) gdP
……牛顿(Newton)公式
第二节 重力沉降
上述式子有何意义?
• 了解影响颗粒沉速的因素(颗粒粒径……) • 在已知的颗粒粒径条件下求沉降速度 • 由颗粒沉降速度求颗粒粒径 ……水处理中的沉降实验 • 由颗粒沉降速度求液体黏度 ……落球法测定黏度
无因次,也是ReP的函数。 CD与ReP的关系曲线转换成CDReP2与ReP的关系曲线。
第二节 重力沉降
CDReP-1(不包含颗粒直径的摩擦群数) 由颗粒直径计算沉降速度 由颗粒直径和其他参 数,计算摩擦数群。 由左图CDReP2-ReP的 关系曲线,查出相应 的ReP值。 根据ReP的定义反算出ut
沉
降
第一节 沉降分离的基本概念
一、沉降分离的一般原理和类型
重力场 离心力场 电场 惯性力场 重力沉降 离心沉降 电沉降 惯性沉降 扩散沉降
流体: 液体 气体
相对运动
固体颗粒物 液珠
沉降表面:器底、 器壁或其他表面
第一节 沉降分离的基本概念
二、流体阻力与阻力系数
• 当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时,颗粒会受 到来自流体的阻力。 • 该阻力由两部分组成:形状阻力和摩擦阻力。