División de grupos de rocas acuíferas y capas de compresión en el área de hundimiento del suelo de Beijing

(Estación de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de Beijing, Beijing, 100037)

Basado en la geología básica integral y estudios especiales de hundimiento del suelo en Beijing, se aclaró el área de hundimiento En áreas típicas de hundimiento del terreno se llevaron a cabo condiciones hidrogeológicas y de ingeniería geológica y el estado actual de la distribución del hundimiento del terreno, perforaciones y diversas pruebas de ingeniería hidrogeológica y geotécnica. Con base en los resultados anteriores, se dividieron por primera vez el grupo de rocas acuíferas y el grupo de capas de compresión en el área de hundimiento del suelo de Beijing, y se estableció inicialmente un modelo geológico del hundimiento del suelo de Beijing, que sentó las bases para la construcción de la capital. sitio web sobre hundimientos del terreno y el establecimiento de un sistema de predicción y alerta temprana de hundimientos del terreno. Este artículo proporciona una introducción general a esto.

Palabras clave: subsidencia del suelo de Beijing, capa de compresión de formaciones rocosas que contienen agua

1 Introducción

1.1 Propósito e importancia del trabajo de investigación

Hundimiento del terreno Se refiere a un fenómeno geológico ambiental en el que la elevación del terreno regional se reduce debido a la compresión de la superficie del suelo de la corteza terrestre bajo la acción de factores naturales y antrópicos. El hundimiento del terreno ha traído muchas dificultades a los edificios urbanos, el tráfico rodado, los sistemas de tuberías, el suministro y drenaje de agua, el control de inundaciones, etc. En particular, algunas ciudades construidas en áreas de llanuras de acumulación suelta del Cuaternario se ven particularmente gravemente afectadas por desastres por hundimiento del terreno.

El hundimiento de la tierra es uno de los principales desastres geológicos en la llanura de Beijing, y su alcance y magnitud se expanden año tras año. En la actualidad, el área de hundimiento del terreno ha alcanzado los 2.815 km2 y el asentamiento máximo acumulado es de unos 722 mm. Además del hundimiento en los suburbios del este, el mar en el distrito de Changping en los suburbios exteriores todavía se está desarrollando. Se han formado tres nuevas áreas de hundimiento de tierra en Luocheng, en el sur de Shunyi, y Yufa, en el distrito de Daxing. El hundimiento del suelo ha provocado grietas en las paredes de fábricas y edificios residenciales, ha provocado hundimientos del suelo y ha dañado más de 50 proyectos de tuberías subterráneas. Al mismo tiempo, la resistencia a los terremotos de algunos edificios se ha reducido y un gran número de puntos de nivel se han medido de forma inexacta, lo que representa una amenaza para la construcción urbana de la capital y la seguridad de las propiedades de las personas.

El propósito de este trabajo es establecer inicialmente un modelo geológico de hundimiento del suelo en Beijing, para proporcionar una base para estudiar más a fondo el mecanismo del hundimiento del suelo, construir un sitio web de monitoreo del hundimiento del suelo y predecir la tendencia de desarrollo de hundimiento del terreno y establecer un sistema de información y alerta temprana sobre el hundimiento del terreno, proponer medidas de prevención y control de los riesgos de hundimiento del terreno y proporcionar información básica para la planificación de capital y la construcción urbana.

1.2 Descripción general del trabajo de investigación y los problemas existentes

El hundimiento del suelo de Beijing ocurre principalmente en las llanuras del norte, este y sur de Beijing. El área tiene un alto nivel de investigación geológica y ha completado una gran cantidad de trabajos geológicos regionales, trabajos hidrogeológicos, trabajos geológicos de ingeniería, trabajos geológicos ambientales y trabajos geológicos de desastres.

La investigación sobre hundimiento del terreno en Beijing comenzó tarde. En 1984, la Compañía de Geología de Ingeniería Hidrogeológica de Beijing, el Instituto de Topografía y Cartografía de Beijing y la Oficina de Topografía y Cartografía de Beijing compilaron conjuntamente el "Informe de Estudio de Subsidencia de Tierras de Beijing". En 1985, la Compañía de Geología de Ingeniería Hidrogeológica de Beijing presentó el "Estudio y diseño geológico de ingeniería de subsidencia terrestre de Beijing" La primera estación de monitoreo de subsidencia terrestre de Beijing (Estación de monitoreo de subsidencia terrestre de Bawangfen) se construyó en 1990 para estudiar la formación de subsidencia del suelo en los suburbios del este de Beijing Los mecanismos y las tendencias de desarrollo han sentado las bases. Ese mismo año, se presentaron el "Estudio geológico de ingeniería del hundimiento del suelo en los suburbios orientales de Beijing" y el "Informe de etapa sobre el establecimiento de la estación de monitoreo de Bawangfen". En 1992, se presentó el "Informe de investigación sobre la relación entre el hundimiento de la tierra y la explotación de las aguas subterráneas en los suburbios orientales de Beijing".

En resumen, la llanura de Beijing tiene un grado relativamente alto de investigación en geología básica, hidrogeología y geología de ingeniería, pero el trabajo preliminar sirve principalmente para el suministro de agua industrial y agrícola y el desarrollo y construcción urbanos, y el grado de La investigación sobre subsidencia de tierra es relativamente baja, especialmente La razón es que el grupo de acuíferos y el grupo de capas de compresión en el área de subsidencia de tierra de Beijing aún no se han dividido, y la investigación sobre el mecanismo y las leyes de desarrollo de la subsidencia de tierra es relativamente débil.

1.3 Ruta técnica y método de trabajo de investigación

El método técnico adoptado en este estudio es seleccionar áreas con desastres graves por hundimiento del terreno y condiciones geológicas ambientales representativas, y realizar mediciones topográficas del terreno. Se utiliza la interpretación de la teledetección y la exploración geofísica para comprender la historia, la situación actual y la tendencia de desarrollo del hundimiento de la tierra en la llanura de Beijing. Se llevaron a cabo perforaciones hidrogeológicas y geológicas de ingeniería especiales en áreas típicas de hundimiento, y se llevó a cabo una gran cantidad de pruebas de bombeo y pruebas geotécnicas para identificar la estructura estratigráfica, las características de distribución de entierro de los grupos de acuíferos y capas compresibles, los parámetros hidrogeológicos y la compresibilidad del área de hundimiento Las propiedades físicas y mecánicas de la capa de compresión, los parámetros de la mecánica del suelo y la presión del agua de poro del grupo acuífero proporcionan una base confiable para dividir el área de colapso en grupo de acuífero y capa compresible.

2 Antecedentes Geológicos Ambientales de la Llanura de Beijing

2.1 Meteorología e Hidrología

El clima de esta ciudad pertenece al clima monzónico continental templado, con una temperatura media anual de 11,7°C La precipitación media es de 588,28 mm, la precipitación máxima anual es de 1406 mm (1959) y la precipitación mínima anual es de 256,2 mm (1921).

El sistema hídrico de Beijing pertenece a la cuenca del río Haihe, con una red fluvial desarrollada, que incluye más de 100 ríos grandes y pequeños con una longitud de 2.700 km. Estos ríos pertenecen a los cinco sistemas fluviales principales, de oeste a este son el sistema del río Daqing, el sistema del río Yongding, el sistema del río Beiyun, el sistema del río Chaobai y el sistema del río Jiyun. La dirección general del flujo del río es de noroeste a sureste y finalmente desemboca en el mar de Bohai.

2.2 Terreno

El terreno de esta ciudad es alto en el noroeste y bajo en el sureste. El oeste y el norte son las montañas continuas de la montaña Taihang y la montaña Yanshan, generalmente con una altitud de 1000 ~ 1500 m. La pendiente del abanico aluvial del piedemonte oscila entre el 1‰ y el 5‰, y la pendiente en la mayoría de las zonas de la llanura es inferior al 0,5‰. El relieve se divide en tres unidades principales: zona montañosa occidental, zona montañosa norte y llanura sureste.

2.3 Estudio geológico de áreas planas

2.3.1 Estratigrafía

La llanura de Beijing incluye el Ordovícico superior (O3), el Silúrico (S) y el lodo, excepto la cuenca. Sistema (D), Carbonífero Inferior, Carbonífero Medio (C1-2) y Cretácico Superior (K3), el resto de estratos se distribuyen desde el Proterozoico hasta el Cuaternario. La descripción estratigráfica de antiguo a nuevo es la siguiente:

(1) El Proterozoico (Pt) se compone principalmente de dolomita silícea, arenisca y esquisto del Sistema Changcheng, Sistema Jixian y Sistema Qingbaikou, con local Ligeramente arruinado.

(2) Las principales litologías estratigráficas de la Era Paleozoica (Pz) son rocas carbonatadas del Cámbrico, Ordovícico, Carbonífero y Pérmico, rocas clásticas y estratos carboníferos.

(3) Las principales litologías estratigráficas del Mesozoico son lavas volcánicas del Jurásico, Cretácico, rocas volcánicas y estratos de series de carbón.

(4) El Sistema Terciario del Cenozoico (Tr) y del Eoceno (E2) está compuesto principalmente por un conglomerado de color púrpura oscuro o hígado de cerdo intercalado con lutitas o lutitas arenosas, que se encuentran en una forma semi- estado cementado (E3) La litología principal es lutita arenosa gris, gris-marrón, gris-verde, limolita, toba de brecha intercalada con lutita negra y arenisca dura gris-verde; la litología principal del Mioceno (N1-2); ) es lutita de color marrón rojizo, lutita arenosa, arenisca dura con grava de color marrón grisáceo, arenisca dura intercalada con conglomerado fino.

(5) El espesor del Cuaternario Cenozoico (Q) en la Llanura de Beijing varía mucho Desde el piedemonte hasta la llanura, el espesor varía desde decenas de metros hasta 500-600 metros, principalmente con el subyacente. tercer contacto de discordancia paralela del sistema.

A. El Pleistoceno Inferior (Q1) es un depósito fluvial y lacustre, caracterizado por suelos arcillosos mezclados con gravas o suelos arcillosos mezclados con arena, con un espesor de 100 a 300 metros.

b El Pleistoceno medio (Q2) generalmente está enterrado entre 50 y 70 m por debajo de la superficie y es menos profundo en el oeste. La parte inferior es arena de color marrón amarillento y marrón rojizo, que contiene grava gruesa y capas de grava. En parte es suelo arcilloso gris-negro mezclado con arena, y el fondo es una mezcla de suelo arcilloso mezclado con grava, grava y nódulos calcáreos, con un espesor de 70 ~ 110 m.

C. Pleistoceno superior (Q3) se encuentra ampliamente distribuido en la zona de la llanura piamontesa. La litología piamontesa es de arcilla limosa loess y limosa de color marrón. Se desarrollan nódulos que contienen calcio, agujeros de gusano, poros y juntas verticales, y la parte inferior contiene una capa de grava, que está cementada con calcio localmente y es densa y dura. Los estratos en el área de la llanura son principalmente estructuras multicapa y la litología. Es una capa de grava o arena intercalada con suelo arcilloso de color marrón y amarillo, amarillo-gris. El tamaño de la grava disminuye gradualmente de oeste a este, con un espesor de 20 a 90 m.

D. La litología principal del Holoceno (Q4) es suelo generalmente arcilloso, capa de arena fina y grava, intercalada con capa de turba de pantano o capa de limo orgánico, con un espesor de 5 ~ 10m y un espesor de 20 ~ 25 m.

Estructura geológica

La llanura de Beijing pertenece a la esquina noroeste de la depresión de falla del norte de China de la cuasiplataforma chino-coreana y es un área de hundimiento desde el Cenozoico. El área circundante a menudo está delimitada por fallas y áreas adyacentes, y se divide además en tres unidades estructurales de nivel III: depresión de falla superpuesta de Beijing, levantamiento superpuesto de Daxing y depresión de falla de Dachangxin (ver Figura 1).

Figura 1 Estructura del basamento y mapa de espesor cuaternario del área de la Llanura de Beijing

La estructura principal de la Llanura de Beijing se formó en la Era Mesozoica (Movimiento Yanshan) y se ha transformado aún más. por el Movimiento del Himalaya desde el Cenozoico. Al final de la Era Mesozoica, se formaron muchos cinturones de levantamiento y cinturones de depresión dispersos, y se desarrollaron una serie de fallas NNE y NNE, con fracturas de transtensión NW o NW perpendiculares u oblicuas a ellas. Hay seis fallas activas en el área de la llanura, a saber, la falla de Babaoshan, la falla de Huangzhuang-Gaoliying, la falla de Liangxiang-Qianmen, la falla de Nanyuan-Tongxian, la falla de Mafang-Xiaidian y la falla de Nankou-Sunhe.

2.4 Condiciones hidrogeológicas cuaternarias en zonas de llanura

2.4.1 Sistema de aguas subterráneas y sus características

Según cuenca de drenaje, forma del relieve, estructura del medio acuoso de las aguas subterráneas, aguas subterráneas Las condiciones de ocurrencia, las características hidráulicas y las conexiones hidráulicas dividen la llanura de Beijing en cinco sistemas. Las características hidrogeológicas de cada sistema se muestran en la Tabla 1.

2.4.2 Características de recarga, escorrentía y descarga de aguas subterráneas

Las características de flujo de las aguas subterráneas del Cuaternario son un reflejo integral de las condiciones de recarga, escorrentía y descarga de las aguas subterráneas del Cuaternario. La fuente de recarga de las aguas freáticas y confinadas poco profundas del Cuaternario es principalmente la infiltración de la precipitación atmosférica, seguida de la recarga de la escorrentía lateral en las zonas montañosas, la recarga de la filtración de aguas superficiales y de canales, y la recarga de la infiltración del agua de retorno del riego de tierras agrícolas.

Tabla 1 Resumen de las características del sistema de aguas subterráneas del Cuaternario

La descarga de aguas freáticas y confinadas poco profundas es principalmente minería artificial, seguida de la evaporación del agua subterránea y la descarga de escorrentía lateral. La evaporación y descarga de agua subterránea en áreas llanas se concentran principalmente en áreas donde el nivel del agua subterránea es inferior a 4 m. La recarga de desbordamiento de aguas subterráneas superiores a aguas confinadas poco profundas y de profundidad media también es una forma de descarga de aguas subterráneas superiores.

La dirección del escurrimiento de las aguas freáticas y someras confinadas en zonas de llanura en condiciones naturales es coherente con los cambios topográficos, es decir, el desplazamiento desde el frente montañoso hacia la llanura. Afectada por la minería concentrada, las aguas freáticas y someras confinadas. El agua también se mueve desde La periferia del embudo de aterrizaje se mueve hacia el centro del embudo.

Dado que las aguas confinadas de profundidad media aún no han sido explotadas, el campo de escorrentía cambia poco y está dominado por la escorrentía horizontal.

Dinámica de las aguas subterráneas

(1) Características dinámicas anuales de las aguas subterráneas

Los cambios dinámicos de las aguas subterráneas en la zona de estudio son principalmente de tipo meteorológico-minero, y la variación anual Los cambios dinámicos del agua subterránea se ven afectados principalmente por las precipitaciones y los impactos de la minería artificial. En un año hidrológico, el nivel del agua subterránea cambia significativamente estacionalmente. Los niveles de agua alcanzan sus valores más bajos de abril a junio.

El nivel del agua alcanza su punto máximo de julio a septiembre y fluctúa hasta 5 ~ 10 m.

El agua confinada es uno de los principales objetos mineros en áreas llanas, y la minería artificial es el factor más importante que afecta los cambios dinámicos en los niveles de agua confinada. El tipo dinámico de aguas confinadas poco profundas es la minería de escorrentía, y los cambios dinámicos estacionales de las aguas confinadas son básicamente consistentes con el buceo. En un año hidrológico también hay periodos de subida y bajada, pero el momento en el que la presión alcanza su punto máximo con la precipitación se retrasa. El nivel mínimo anual de agua confinada generalmente ocurre de mayo a julio, y el nivel máximo anual de agua generalmente ocurre de octubre a febrero del año siguiente. El rango de cambios anuales del nivel de agua es 65438+.

(2) Características dinámicas multianuales del agua subterránea

La Figura 2 muestra que antes de la década de 1970, la cantidad de agua subterránea en Beijing era pequeña, la extracción y la recarga estaban básicamente equilibradas y el agua subterránea se encontraba básicamente en estado natural. Después de la década de 1970, debido al aumento sustancial de la extracción de agua subterránea, el nivel del agua subterránea en los suburbios urbanos cayó rápidamente. En la década de 1980, debido a la sequía y al clima más seco en Beijing de 1980 a 1984 (precipitación promedio en cinco años de 459,4 mm), la recarga de aguas subterráneas disminuyó, la minería aumentó, los niveles de aguas subterráneas cayeron rápidamente y los niveles de agua comprimida en áreas mineras concentradas en los suburbios de la ciudad cayeron rápidamente. En la década de 1990, la extracción de aguas subterráneas estaba básicamente bajo control. Hubo cuatro años consecutivos de lluvias entre 1994 y 1998, y el nivel de las aguas subterráneas urbanas aumentó. Desde finales de 1998 hasta 2003, debido a cinco años consecutivos de sequía, la recarga de aguas subterráneas disminuyó. En comparación con el nivel del agua a finales de 1998, la disminución máxima en el nivel del agua subterránea y el nivel del agua confinada es de aproximadamente 15 a 20 m, con una disminución anual promedio de 3 a 4 m/a.

Figura 2 Pekín Universidad (aguas confinadas) y capital Curva dinámica del nivel freático en pozo de observación de la Universidad Normal (buceo).

2.5 Condiciones geológicas de ingeniería de la llanura de Beijing

La llanura de Beijing está ubicada en la llanura de pendiente de piedemonte de la llanura del norte de China. La estructura de falla activa con tendencia NNE ha controlado el patrón básico de la llanura. área desde el Cenozoico. La mayoría de las zonas planas son sedimentos continentales sueltos del Cuaternario, distribuidos desde el Pleistoceno Inferior (Q1) hasta el Holoceno (Q4). Según su tipo genético se puede dividir en estratos de fase aluvial, fase aluvial, fase fluvial y lacustre y fase aluvial de pendiente piedemontana; la litología estratigráfica incluye suelos de grava, arena, limo y arcilla;

Existen grandes y pequeños grupos aluviales, conos aluviales, mesetas de loess, cerros residuales, etc. En el borde del piamonte, la anchura varía de 1 a varios kilómetros. La litología es principalmente grava, grava y loess que contienen lentes arenosos, y la estructura del suelo es compleja.

La zona de la llanura es una llanura en abanico frontal formada principalmente por la acción aluvial de cinco ríos principales. El terreno en la unión de dos abanicos adyacentes es ligeramente más bajo, formando una depresión interabanico. Esta zona tiene un tipo de estructura de suelo multicapa dominada por suelo arcilloso.

División de 3 capas de roca acuífera y capas comprimidas en el área de hundimiento del suelo de Beijing

En 1999, el área de hundimiento del suelo de Beijing era de 2.865.438+50 mm, y el área de hundimiento del suelo era de 1.826 km2 , distribuidos en las zonas norte y sur. El Distrito Norte se distribuye principalmente en el área urbana y los suburbios del norte, este y sur, cubriendo un área de aproximadamente 1851 km2, incluido Dongbalizhuang-Dajiaoting (el asentamiento acumulativo del centro de hundimiento es de 722 mm), Laiguanying (el asentamiento acumulativo de el centro de hundimiento es de 565 mm), Changping Shahe-Baxianzhuang La zona sur se distribuye principalmente en las áreas de Yufa y Lixian en el sur del distrito de Daxing, cubriendo un área de aproximadamente 964 km2, y es el área de hundimiento de Daxing Yufa-Lixian (asentamiento acumulado del centro de hundimiento es de 661 mm).

El hundimiento del suelo de Beijing está estrechamente relacionado con el tipo de origen, la litología, el espesor, las características estructurales y las propiedades físicas y mecánicas de los estratos cuaternarios. La extracción de agua subterránea es la principal causa externa del hundimiento del suelo. Por lo tanto, es de gran importancia dividir el grupo acuífero y la capa de compresión en el área del colapso, analizar la distribución y las condiciones de entierro del acuífero subterráneo y la capa de compresión, y determinar la contribución de la capa de producción principal y la capa de compresión al hundimiento del suelo.

3.1 Principios y bases para dividir grupos de rocas acuíferas y capas de compresión en áreas de colapso

Los principios y bases para dividir grupos de rocas acuíferas y capas de compresión son los siguientes:

( 1) Basado en registros geológicos de Beijing, informe del estudio geológico regional de Beijing (1:50,000) y datos de exploración hidrogeológica, combinados con esporopolen cuaternario y datos paleomagnéticos de la estación Wangjing, la estación Wangsiying y la estación Tianzhu;

(2) Con base en el tipo genético, edad, litología y condiciones de entierro del Cuaternario

(3) Con base en las condiciones de suministro y descarga de aguas subterráneas del Cuaternario en la zona de llanura, aguas subterráneas; características de flujo y condiciones de Minería;

(4) Basado en los indicadores de propiedades físicas y mecánicas, grado de consolidación e indicadores de prueba in situ de la capa de compresión.

3.2 División de los grupos de rocas acuíferas

De acuerdo con los principios anteriores, el acuífero cuaternario en el área de hundimiento de la tierra de Beijing se divide en tres grupos de rocas acuíferas (ver Tabla 2). ):

Tabla 2 Tabla resumen de las divisiones de los grupos de rocas acuíferas en el área de hundimiento de la tierra de Beijing

El primer grupo de rocas acuíferas (acuíferos freáticos y confinados poco profundos) es el Holoceno ( Q4) y los estratos del Plioceno (Q3).

El segundo grupo de rocas acuíferas (acuífero confinado de profundidad media) es la formación del Pleistoceno medio (Q2).

El tercer grupo de rocas acuíferas (acuífero confinado profundo) es; los estratos del Pleistoceno inferior (Q1).

Las condiciones de enterramiento y las características hidrogeológicas de cada grupo acuífero son las siguientes:

3.2.1 El primer grupo acuífero

Ampliamente distribuido en la llanura de Beijing, Es un acuífero freático con una única estructura de grava en la parte superior del abanico aluvial del río, y el piso inferior tiene unos 20 m de profundidad.

El agua poco profunda y ligeramente confinada tiene una profundidad de enterramiento de 20 a 40 m, el agua poco profunda y confinada tiene una profundidad de entierro de 40 a 80 m y el fondo del grupo de acuíferos tiene menos de 100 m, debido principalmente a la sedimentación por inundaciones del Holoceno y Pleistoceno. Según las condiciones hidrogeológicas, el tipo de agua subterránea y las condiciones mineras, los acuíferos freáticos y los acuíferos confinados poco profundos se pueden dividir en dos subcategorías:

(1) Subgrupo de acuíferos freáticos

Según las diferentes estructuras hidrogeológicas, este grupo se puede dividir en la zona freática superior de los abanicos aluviales y aluviales y la zona freática de las partes media e inferior de los abanicos aluviales y aluviales.

A. La zona freática en la cima del abanico aluvial: el acuífero está compuesto por arena y grava, dominadas por las fases aluviales del Plioceno superior (Q3) y Holoceno (Q4), formando una única capa freática. . El espesor de la arena y los guijarros en el acuífero es de 15 a 120 m, y los guijarros son redondos y subredondos. El diámetro de la grava es generalmente de 2 a 8 cm, y el máximo puede alcanzar los 30 cm. El coeficiente de permeabilidad es de 300 ~ 500 m3/d, el acuífero es muy rico en agua y la producción de agua de un solo pozo es de 5000 m3/d. Actualmente, la mayoría de las áreas han sido gravemente sobreexplotadas o sobreexplotadas.

B. La zona freática media e inferior del abanico aluvial: el acuífero está compuesto por sedimentos del Plioceno (Q3) y del Holoceno (Q4). La litología del acuífero en el oeste y norte es principalmente media-. Arena gruesa y grava. Buena riqueza hídrica. El tamaño de las partículas disminuye gradualmente hacia el este y el sur. El acuífero está compuesto principalmente por capas de arena fina, con una pequeña cantidad de capas de arena y grava en algunos tramos del río. La riqueza del agua empeora gradualmente de noroeste a sureste.

(2) Subgrupo de aguas confinadas poco profundas

La profundidad del fondo del acuífero es de 80 ~ 100 m, principalmente sedimentos del Plioceno (Q3), ampliamente distribuidos en Beijing. Las partes media e inferior de la llanura.

El acuífero en la parte media e inferior del abanico aluvial del río Yongding está compuesto principalmente por múltiples capas de arena medianamente fina y arena limosa, con de 1 a 3 capas de grava en algunos lugares. el acuífero tiene entre 20 y 35 m. Según los datos experimentales del bombeo en capas, el coeficiente de permeabilidad del acuífero de aguas confinadas poco profundas en esta área es generalmente de 5 ~ 20 m/d, y la producción de agua de un solo pozo es de 1500 ~ 3000 m3/d, que disminuye a 500 ~ 1500m3/d aguas abajo.

En la parte media e inferior del abanico aluvial del río Chaobai, las partículas del acuífero se vuelven gradualmente más delgadas de norte a sur y el número de capas aumenta. Generalmente compuesto por dos o tres capas de grava relativamente estables, el espesor acumulado del acuífero es de 20 a 30 m. Según los datos de la prueba de bombeo en capas, el coeficiente de permeabilidad de aguas poco profundas ligeramente confinadas es generalmente de 3 ~ 5 m/d, el coeficiente de permeabilidad de aguas poco profundas confinadas es generalmente de 10 ~ 20 m/d y la producción de agua de un solo pozo es de 3000 ~ 5000m3/d..

El acuífero en la parte media e inferior del abanico aluvial del río Wenyu está compuesto de 2 a 3 capas de grava o arena, y el espesor del acuífero es de 5 a 10 m. El espesor acumulado del acuífero es de 20 ~ 30 m, y la producción de agua de un solo pozo es de 500 ~ 3000 m3/d.

3.2.2 El segundo grupo de acuíferos

Ampliamente distribuido en el abanico aluvial de la parte baja de la llanura de Beijing. El tipo de agua subterránea es agua confinada de profundidad media, y las profundidades de enterramiento de las placas superior e inferior de la formación rocosa que contiene agua son de 80 a 100 my 300 m respectivamente. La formación rocosa acuífera es aluvial y lacustre del Cuaternario y Pleistoceno Medio (Q2). Su litología es principalmente de arena media-gruesa con pequeña cantidad de grava. Un acuífero es una estructura de múltiples capas. Según la situación minera actual y sus características dinámicas, se puede dividir en tramos superior e inferior de aguas confinadas de profundidad media. La sección superior tiene una profundidad de enterramiento de 100 a 200 metros, y la sección inferior tiene una profundidad de enterramiento de 200 a 300 metros;

(1) La sección superior del segundo grupo de rocas acuíferas

A. Abanico aluvial del río Yongding. La profundidad de enterramiento de la placa inferior de la formación rocosa acuífera es inferior a 150 m, y el acuífero está compuesto por múltiples capas de grava con un espesor acumulativo de 5 a 20 m. Según los datos de las pruebas de bombeo en capas, el coeficiente de permeabilidad del acuífero es generalmente de 5 ~ 30 m/d, y la producción de agua de un solo pozo es de 500 ~ 1500 m3/d.

B. admirador. La profundidad del fondo de este grupo de acuíferos es de unos 200 m. El acuífero está compuesto por múltiples capas de grava y arena, con un espesor acumulado de 30 ~ 50 m. Según los datos de las pruebas de bombeo en capas, el coeficiente de permeabilidad del acuífero superior. es de 20 ~ 25 m/d, y el acuífero medio es de 10 ~ 15 m/d, el acuífero inferior es de 1 ~ 5 m/d, la producción de agua de un solo pozo es de 500 ~ 3000 m3/d.

(2) Sección inferior de el segundo grupo de rocas acuíferas

A. Abanico aluvial del río Yongding. En la actualidad, hay muy pocos datos revelados por la perforación de agujeros en la parte inferior del segundo grupo de rocas acuíferas del abanico aluvial del río Yongding.

B. Abanico aluvial del río Chaobai. La profundidad del fondo del acuífero es inferior a 300 metros y se distribuye principalmente en las depresiones del noreste y sureste de la llanura de Beijing. La litología del acuífero es principalmente arena y grava medianamente gruesa, con un espesor acumulado de 30 a 50 m. La producción de agua de un solo pozo es de 500 ~ 1500m3/d

3.2.3 El tercer grupo de rocas acuíferas

Este grupo de rocas se distribuye principalmente en la zona central de el hundimiento en el noreste y sureste de la llanura de Beijing. El tipo de agua subterránea es agua confinada de poros profundos, y el techo del acuífero tiene aproximadamente 300 m de profundidad. La litología del acuífero es una capa lacustre y de aluvión del Pleistoceno Inferior Cuaternario (Q1), y la litología es principalmente arena y grava medianamente gruesa. El acuífero tiene una estructura de múltiples capas, con un acuífero de suelo cohesivo de más de 30 m de espesor en la parte superior, que tiene una mala conexión hidráulica con el acuífero superior de aguas confinadas de profundidad media.

3.3 División de la capa de compresión

De acuerdo con el principio de división, la capa compresible en el área de hundimiento del suelo de Beijing se puede dividir en tres capas de compresión: la primera capa de compresión tiene menos de 100 m de profundidad, y la segunda capa de compresión es La profundidad de enterramiento es inferior a 300 m, y la profundidad de enterramiento de la tercera capa de compresión es superior a 300 m.

Los indicadores físicos y mecánicos de cada capa de compresión se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 Tabla completa de indicadores físicos y mecánicos de la capa de compresión en el área de hundimiento del terreno de Beijing

3.3.1 La primera capa de compresión

La primera capa de compresión La capa está ampliamente distribuida en la llanura de Beijing, la profundidad de enterramiento de esta capa es inferior a 100 m. La litología de los estratos es de facies aluviales del Cuaternario y Pleistoceno superior, capas de suelos aluviales lacustres de limo y arcilla, con espesores que van desde menos de 50 m hasta más. de 80 m (ver Figura 3). Según su estructura litológica y compresibilidad se puede dividir en sección superior y sección inferior:

(1) La parte superior de la primera capa de compresión:

0 ~ 10 m debajo de la superficie, el área urbana está La capa de suelo de relleno artificial es una capa de limo marrón amarillento y una capa de arcilla limosa en la mayoría de las áreas, que es de plástico a plástico duro, húmeda a saturada, moderadamente comprimida y tiene un valor de Es entre 8 y 15. MPa.

10 ~ 15 m debajo de la superficie, en el este, noreste y norte de Beijing, hay arcilla limosa y arcilla depositada por ríos y lagos. Son de color marrón grisáceo a gris, contienen materia orgánica y son blandas. Plástico, tiene poca compacidad y alta compresibilidad, el valor de es está entre 4 y 8 MPa, que es la principal capa de compresión de esta sección. La parte sur es una capa aluvial de arcilla limosa y limo, que es de color marrón amarillento, húmedo a saturado, de plástico a duro, de densidad media a media a alta, y el valor de Es está entre 10 y 20 MPa.

25 ~ 40 m debajo de la superficie en el este, noreste y sureste de Beijing hay arcilla y arcilla limosa depositadas en un ambiente de agua tranquila. Son de color gris a gris marrón, plásticas, medianamente comprimibles, valor Es 5. ~ 10 MPa, que contiene materia orgánica, concha de caracol, es una capa de suelo blando con malas propiedades geológicas de ingeniería. En el sur se encuentran capas aluviales de limo y arcilla limosa, de color marrón, saturadas, plásticas duras y de baja compresibilidad. El valor de Es está entre 15 y 25 MPa.

(2) La parte inferior de la primera capa de compresión:

40 ~ 50 m debajo de la superficie hay una capa estable de arcilla y limo, ampliamente distribuida en el norte, este, noreste y al sureste del departamento de Beijing. La litología es arcilla gris o gris pardo con gruesas capas de arcilla limosa. Generalmente es plástica a plástica dura, de densidad media, tiene gran contenido de agua y tiene una compresibilidad media. El valor de Es está entre 12 y 22 MPa. En el sur de Beijing, la litología es limosa y arcillosa limosa, de color marrón, saturada, plástica dura, de baja compresibilidad, valor de Es entre 18 y 28 MPa.

Figura 3 Mapa de zonificación de igual espesor de la capa comprimida de 0 a 100 metros bajo tierra

De 50 a 100 m debajo de la superficie hay de 3 a 4 capas de arena intercaladas con 2 a 3 capas de arcilla limosa y arcillosa Ampliamente distribuida en zonas de hundimiento. Las capas de arcilla limosa y arcilla tienen en su mayoría forma de lente, con espesores entre 20 y 40 m. Las capas de arcilla limosa y arcillosa son de color marrón grisáceo a marrón amarillento, saturadas, con contenido parcial de materia orgánica, de plástico a plástico duro, con compresibilidad media-baja y valor de Es entre 20 y 26 MPa.

3.3.2 La segunda capa de compresión

Ampliamente distribuida en las partes media e inferior del abanico aluvial en el área de Beijing, la litología es limo aluvial y lacustre del Pleistoceno Medio (Q2) y Arcilla limosa, capas arcillosas. En el suroeste de Beijing, la profundidad de enterramiento de este grupo de pisos es generalmente inferior a 150 m; en el este y norte de Beijing, la profundidad de enterramiento de este grupo de pisos puede alcanzar unos 280 metros (ver Figura 4). La relación entre la capa de compresión y el espesor total es generalmente de 0,6 ~ 0,8. Tomando como límite la profundidad de enterramiento de 200 metros, se puede dividir en una sección superior y una sección inferior.

(1) La sección superior de la segunda capa de compresión

La parte superior de esta sección es de aproximadamente 10 ~ 30 m ~ 30 m de capa de limo, arcilla limosa y arcilla, intercalada con una fina capa de limo y arena fina. Las partes oriental y nororiental de Beijing están compuestas de arcilla limosa aluvial y capas de arcilla, que son de color marrón grisáceo a marrón, de plástico duro saturado, con una estructura apretada, parcialmente intercaladas con limo gris negruzco y capas de arena limosa, con una humedad contenido de 25 a 34% Moldeo por compresión. El valor de la cantidad Es es de 21 ~ 33 MPa. La parte sur de Beijing está compuesta por capas aluviales de limo marrón y arcilla limosa, con una estructura compacta, un estado plástico duro, baja compresibilidad, un contenido de agua del 20 al 30% y un módulo de compresión Es de 30 a 35. MPa.

La Figura 4 es un mapa de zonificación de la capa de compresión subterránea de 100 a 200 m con igual espesor.

La parte media y baja de este tramo es una capa arcillosa limosa. Marrón grisáceo, amarillo grisáceo, saturado, plástico duro, baja compresibilidad, valor del módulo de compresión Es entre 35-50 mpa. Existe una gran cantidad de capas de limos y arcillas limosas distribuidas en áreas locales, las cuales tienen alta compresibilidad, y el valor del módulo de compresión Es está entre 20 y 25 MPa.

(2) La parte inferior de la segunda capa de compresión

La parte superior de esta sección es una capa de arcilla limosa con un espesor de aproximadamente 1,5 ~ 25 m. La litología es de arcilla limosa y capas arcillosas de color gris-negro-gris-marrón-gris-amarillo, saturadas, plásticas duras, de estructura densa, de baja compresibilidad, y el valor del módulo de compresión Es está entre 50 y 70 MPa.

La parte media e inferior de esta sección es una capa de arcilla limosa de color marrón grisáceo a negro grisáceo, intercalada con finas capas de limo de color marrón grisáceo y arena limosa fina. estado duro, tiene una estructura densa, baja compresibilidad y está comprimido. El valor del módulo Es está entre 50 y 70 MPa. Contiene localmente capas de arcilla limosa y limo, la compresibilidad es alta y el módulo de compresión es de solo 27,7 MPa

3.3.3 La tercera capa de compresión

Distribuida principalmente en la parte central de la Depresión de Beijing, se trata de capas de arcilla limosa y arcilla de color marrón grisáceo, depositadas en facies de ríos y lagos del Pleistoceno Inferior del Sistema Cuaternario (Q1). La estructura es densa, la mayoría de ellos están en un estado duro, la densidad es alta y el módulo de compresión es en su mayoría superior a 70 MPa. La mayoría de las capas de suelo por debajo de los 400 m están consolidadas y cementadas. El módulo de compresión es en su mayoría superior a 100 MPa y la compresibilidad es extremadamente baja. La capa comprimida está compuesta por arena amarilla medio gruesa y grava redonda depositada por depósitos aluviales, y tiene mayor densidad.

4 Conclusiones

(1) El agua subterránea en la llanura de Beijing se divide en cinco sistemas de agua subterránea: sistema de abanico aluvial del río Yongding, sistema de abanico aluvial del río Chaobai, sistema de abanico aluvial del río Juma y río Dashi. sistemas de abanicos, sistema de abanicos aluviales del río Wenyu y sistema de abanicos aluviales de Jiyun. Según el tipo genético, la edad estratigráfica, la litología y las condiciones de enterramiento del medio acuífero, el acuífero en el área de hundimiento del suelo de Beijing se divide en tres grupos de rocas acuíferas:

El entierro la profundidad del piso acuífero del primer grupo de rocas acuíferas es inferior a 100 m. La capa de grava arenosa con una estructura única se encuentra principalmente en la parte superior o media y superior del abanico aluvial, y el tipo de agua subterránea es principalmente; freático. Las partes media e inferior del abanico aluvial y la zona de la llanura lacustre tienen una estructura multicapa, y los principales tipos de agua subterránea son el agua freática, el agua poco profunda ligeramente confinada y el agua poco profunda confinada.

El segundo grupo de rocas acuíferas se distribuye principalmente en las partes media e inferior del abanico aluvial y en la zona de la llanura lacustre, y tiene una estructura multicapa. El tipo de agua subterránea es agua confinada de profundidad media. La profundidad de entierro del piso del abanico aluvial del río Yongding es inferior a 150 m en la mayoría de las áreas, y el piso del abanico aluvial del río Chaobai tiene 270 ~ 280 m de profundidad;

El tercer grupo de rocas acuíferas se distribuye principalmente en el Área central del hundimiento en el noreste y sureste de la Llanura de Beijing. El tipo de agua subterránea es agua confinada profunda y la profundidad del techo es de 270 ~ 280 m.

(2) Según el tipo de origen del suelo, edad estratigráfica, litología, condiciones de enterramiento, propiedades físicas y mecánicas, grado de consolidación e indicadores de prueba in situ, el hundimiento del suelo de Beijing se divide en tres capas de compresión:

La primera capa de compresión está ampliamente distribuida en la llanura de Beijing, y la profundidad del piso es generalmente inferior a 100 m. En términos generales, de oeste a este y de norte a sur, la capa de compresión pasa gradualmente de limosa aluvial. arcilla a lacustre aluvial Las capas de arcilla limosa y arcilla generalmente se encuentran en un estado de plástico a plástico duro y normalmente son suelos consolidados.

La segunda capa de compresión está ampliamente distribuida en las partes media e inferior del abanico aluvial de Beijing. La litología es de limo aluvial y lacustre del Pleistoceno medio, arcilla limosa y capas arcillosas. La profundidad de enterramiento de este grupo de pisos en el suroeste de la llanura de Beijing es generalmente inferior a 150 m; la profundidad de entierro de este grupo de pisos en las partes este y norte de la llanura puede alcanzar unos 280 metros; La relación entre la capa de compresión y el espesor total es generalmente de 0,6 a 0,8. El suelo cohesivo se encuentra en un estado plástico-plástico duro y es un suelo sobreconsolidado.

La tercera capa de compresión se distribuye principalmente en la parte central de la Depresión de la Llanura de Beijing, y la profundidad del enterramiento del techo es superior a 270 m. La capa de compresión es principalmente arcilla, que es un suelo duro y sobreconsolidado.

La división de grupos de acuíferos y grupos de capas de compresión en el área de colapso y los parámetros geológicos básicos de cada grupo de acuíferos y grupos de capas de compresión han sentado una base sólida para la construcción de un sitio web de monitoreo de hundimiento del suelo y el establecimiento de un sistema de alerta temprana y previsión de hundimientos del terreno.

Referencia

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