技術領域

本發明屬于地質工程、城市工程地質與環境地質領域，具體涉及一種表征地面沉降的方法。?

背景技術

據不完全統計，我國目前已有96個城市和地區發生了不同程度的地面沉降，因此對于地面沉降的研究非常必要。目前，地面沉降表征指標包括：沉降量、最大沉降量；沉降速率、最大沉降速率；累計沉降量和平均沉降量；沉降差和傾斜；沉降面積。此外，王國良定義了不均勻沉降系數。以上指標可分為三類：點指標、線指標和面指標。點指標包括：沉降量、最大沉降量、沉降速率、最大沉降速率、累計沉降量和平均沉降量；線指標包括：沉降差、傾斜不均勻沉降系數；面指標包括：沉降面積。點、線、面指標均存在局限性，如：點指標僅能表征一個點的沉降量或沉降速率或者平均沉降，但不能表征兩個點的相對位移；線指標僅能表示兩點之間的相對位移但不能表征沉降量和沉降面積；面指標體系僅能表征沉降區域的面積不能表征沉降漏斗的數目、分布情況以及沉降量。點、線、面指標均不能體現出地面沉降漏斗的三維分布情況。我國每年的《地質環境公報》中對地面情況的描述主要采用沉降量和沉降面積這兩個指標，顯然不能全面反映地面沉降信息。2005年第七屆國際地面沉降學術研討會上，上海市制訂了防治地面沉降的五年計劃——到2007年要把沉降控制在7毫米內，到2010年要把沉降控制在5毫米內，但7毫米和5毫米是局部最大沉降量還是總平均沉降量并不明確。基于以上情況，必須提出一種新的指標來表征地面沉降的三維模式，取代原有的以沉降量為指標的地面沉降控制體系，形成一種地面沉降評價指標體系。傳統的地面沉降危險性分級大致有以下兩類：按地面沉降速率分級、按累計地面沉降量分級。對于工程地面沉降危險性評價，由于存在不均勻的沉降，單一按照地面沉降速率或者累計沉降量分級存在取何處的沉降速率或累計沉降量的問題，如果按照就高不就低的原則，則人為擴大了地面沉降的危險性，因此必須提出一個指標來可以全面、客觀的反映地面沉降的危險性等級。

發明內容

為了克服現有地面沉降指標不能反映沉降漏斗三維情況的不足和以沉降量為指標的地面沉降控制的缺陷以及使用單一指標進行地面沉降危險性評價的弊端，本發明目的在于提供一種表征地面沉降的方法。

本發明提出的表征地面沉降的方法，具體步驟為：

1、首先提出地面沉降表征體系，并對點、線、面指標進行完善，進而形成地面沉降表征指標體系。地面沉降表征體系包括點、線、面、體指標體系。

2、提出綜合沉降指數，用來表示地面沉降的危險性。

具體的描述如下：

(1)、建立地面沉降表征體系

地面沉降表征體系包括四個指標體系：點指標體系、線指標體系、面指標體系和體指標體系。

（A）點指標體系

點指標體系除了包括現有的指標：沉降量、最大沉降量、沉降速率、最大沉降速率、累計沉降量和平均沉降量。還包括矢量方向，所述矢量方向用來表示一點地面沉降，定義如下：

矢量方向：指以該點的初始位置為向量的起點，沉降之后的新位置為向量的終點作一個向量，稱為該點沉降的矢量方向，反映該點運動的方向。

（B）線指標體系

線指標體系除了包括現有的指標：沉降差、傾斜和不均勻沉降系數。

（C）面指標體系

面指標體系除了包括現有的指標：沉降面積。還包括沉降面積變化率和漏斗密度，定義如下：

沉降面積變化率（????????????????????????????????????????????????）：表示單位時間內（一般為1年）沉降面積的變化量，反映沉降區擴展速度，單位：m²/a。

漏斗密度()：指每一百平方千米區域漏斗的數目，單位：個/10²km²。漏斗密度不是固定不變的，隨著區域內漏斗數目的增多，漏斗密度增大。?

（4）體指標體系

體指標體系包括沉降漏斗體積、沉降漏斗體積變化率、極限沉降時間、單位沉降體積損失和漏斗類型五個指標，定義如下：

沉降漏斗體積（V）：指地面由于沉降而導致地層損失的體積，是沉降面積與沉降量的綜合反映，單位：m³。假設地面沉降漏斗的函數表達式為，漏斗的底簡化為平面上的區域D，漏斗體積的數學表達式：

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沉降漏斗體積變化率（）：表示單位時間內（一般為1年）沉降漏斗體積的增長量，單位：m³/a，在空間上反應沉降漏斗的發展速度。