地面沉降形成机理

抽汲地下水、石油或者天然气时，伴随着地下水从沉积含水层组中，尤其在那些厚层的半固结淤泥、粘土层(弱含水层)组中排出，含水层的孔隙体积和总体蓄水能力大幅度减少，并且不能完全恢复，最终表现为地面沉降。

这类沉降的成因有二种机理:一个是有效应力原理，另一个是水动力固结理论。这两个原理将含水层的压实分为两个过程，前者解释了含水层在抽水过程中的压实引发的地面沉降，后者解释了抽水以后的残余压实引发的地面沉降。根据有效压应力理论，抽水以前上覆土层和水的重力由孔隙水压力和粒间有效压力共同平衡;抽水后总压力不变，孔隙水压力降低，有效压力增加，这样颗粒骨架所受压力增加，土层被压缩，微观上表现为颗粒之间的孔隙度降低，宏观上表现为含水层变薄。抽水结束后，地面沉降并未停止，这可以用水动力固结理论来解释：在抽水过程中透水层的放水速度比弱透水层快，因而水位下降也快，停止抽水后，由于两类含水层之间水位高度不同，存在水位差，而表现为弱透水层向透水层渗水，弱透水层因而继续有压实作用，仍有沉降发生。

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