(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111297430.0 (22)申请日 2021.11.04 (71)申请人 淮北矿业 （集团） 有限责任公司 地址 235000 安徽省淮北市人民中路276号 (72)发明人 姜涛　董祥林　徐良骥　刘潇鹏　 许子坤　刘学文　周闻天　李建　 曹矿勤　杜波　 (74)专利代理 机构 安徽汇朴律师事务所 341 16 代理人 刘海涵 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种承压含水松散层区域失水压缩量分布 的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种承压含水松散层区域失 水压缩量分布的计算方法， 涉及地层变形监测领 域， 包括由地表向下施工多个水文观测孔， 通过 水文观测孔获取目标含水层及其上覆岩土体的 相关参数， 对目标含水层中每个水文观测孔所在 位置进行多层划分， 并获取每层的应力应变关 系， 然后获取当前观测时每个水文观测孔对应上 覆岩土体总应力及每层分量层对应孔隙水压力， 获取观测时刻对应的应变变化量， 从而计算目标 时间段内的土体压缩量； 本发明能够有效进行目 标含水层土体压缩量的变化， 可为区域地表沉降 的反演预计提供重要的数据支撑 。 权利要求书1页 说明书3页 CN 114139467 A 2022.03.04 CN 114139467 A 1.一种承压含水松散层区域失水压缩量分布的计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤: 步骤1、 获取目标含水层水位； 在监测区域地表均匀 施工多个向下穿透目标含水层的水文观测孔， 对所有水文观测孔 进行编号， 并进行观测， 获取第i个水文观测孔第j次观测时的水头高度 步骤2、 获取第i个 水文观测孔所在位置对应目标含水层的厚度Hi， 并将该处目标含水层 自上而下分为n个分量层， 对应第k个分量层的厚度为Hki， 且 并获取每个分量层 的应力应变关系， εik＝f( σik)， εik为第i个水文观测孔处第k个分量层的应变量， σik为第i个 水文观测孔处第k个分量层中土骨架承担的有效应力； 步骤3、 计量 参数的获取 令任意一次观测时第i个水文观测孔对应的n个分量层中任意一个分量层所承受的上 覆岩土体总应力均为σi， 且 其中， l为第i个水文观测孔上方的上覆岩土体 总层数， 并对 每层上覆岩土体编号， 其中， 第o层上覆岩土体的厚度为Hso且饱和密度为ρ so， g 为重力加速度； 令第j次观测时第i个水文观测孔对应的n个分量层中任意一个分量层所承受 的孔隙水 压力均为 且 其中， ρw为目标含水层水体平均密度； 令第j次观测时第i个水文观测孔对应的n个分量层中第k个分量层中土骨架承担的有 效应力为 步骤4、 压缩量的计算 令第j次观测到第j+m次观测期间第i个水文观测孔对应的n个分量层中第k个分量层的 应变变化量为 对应目标含水层在第j次观测到第j+m次观测期 间于第i个水文观测孔处的压缩量 为 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 还包括步骤5、 计算目标含水层于第j次观 测到第j+m次观测期间各个水文观测孔处的压缩量， 并绘制压缩量等值线， 形成承压含水松 散层区域失水压缩量分布图。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 目标含水层中各水文观测孔对应的分量层 总数为均相同、 均不同或部分相同中任意 一种情况。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 同一水文观测孔对应的所有分量层中各层 的厚度为均相同、 均不同或部分相同中任意 一种情况。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 步骤1中还包括在钻孔内下放用于隔绝水 力沟通的套管。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 步骤1中水文数据通过 水位传感器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114139467 A 2一种承压含水松散层区域失水压缩量分布的计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 地层变形监测领域， 具体说是涉及一种区域地层岩土层压缩变形量分 布的计算方法。 背景技术 [0002]随着人类对地下水资源的大量攫取及采矿过程中地下水资源的散失， 含水层失水 后孔隙水压力减小造成地层骨架所承担的有效应力显著增大， 从而造成含水层的压缩。 特 别是对于松散含水层来说， 其孔隙率大， 抗压性能弱， 可压缩性好， 层内水位降低将会造成 含水层快速压缩， 压缩量沿地层传递到地表后造成地表沉陷， 威胁到地表及地下建构筑物 的安全使用。 因此， 研究承压含水松散层区域水位的变化特征， 从而计算承压含 水松散层区 域失水压缩量分布， 对后 期地表沉陷推演及地表、 地下建构筑物变形控制方案的制定， 有着 重要的理论和现实意 义。 发明内容 [0003]本发明旨在提供一种简单高效的承压含水松散层区域失水压缩量分布的计算方 法， 实现对区域 地层变形的准确监测。 [0004]为了实现上述技术目的， 首先在 计算区域内布设水文孔， 并进行全孔取样， 获取各 岩土层的层厚数据， 通过力学实验获取目标土层的密度、 厚度、 应力应变特征， 上覆岩土层 的密度、 厚度等力学参数， 持续进行区域内水位监测， 获取目标含水层水位变化。 通过目标 含水层水位的变化量计算孔隙水压力的减少量， 获取土体骨架所承担的应力增量。 根据目 标含水层不同部分的土地 弹性模量计算该含水层的总压缩量， 获取区域内不同孔位目标含 水层的压缩量， 然后绘制等 值线形成承压含水松散层区域失水压缩量分布图。 [0005]具体的， 为了实现以上目的， 本发明提供了一种承压含水松散层区域失水压缩量 分布的计算方法， 包括以下步骤: [0006]步骤1、 获取目标含水层水位； [0007]在监测区域地表均匀施工多个向下穿透目标含水层的水文观测孔， 对所有水文观 测孔进行编号， 并进行观测， 获取第i个水文观测孔第j次观测时的水头高度 [0008]步骤2、 获取第i个水文观测孔所在位置对应目标含水层的厚度Hi， 并将该处目标 含水层自上而下分为n个分量层， 对应第k个分量层的厚度为Hki， 且 并获取每个 分量层的应力应变关系， εik＝f( σik)， εik为第i个水文观测孔处第k个分量层的应变 量， σik为 第i个水文观测孔处第k个分量层中土骨架承担的有效应力； [0009]步骤3、 计量 参数的获取 [0010]令任意一次观测时第i个水文观测孔对应 的n个分量层中任意一个分量层所承受 的上覆岩土体总应力均为σi， 且 其中， l为第i个水文观测孔上方的上覆岩说　明　书 1/3 页 3 CN 114139467 A 3