张苗苗

(马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司， 安徽 马鞍山市 243184)

某矿床埋藏深度-50～-500 m，上覆地层为第四系含水层，矿床疏干时将引发地下水位下降，导致含水层孔隙水压力下降，土体骨架间的有效应力增加，必然使得含水层或土层压缩，这种现象就是矿山第四系地层的固结沉降。

随着计算机技术的发展和数值模拟技术的进步，多孔介质流固耦合问题多通过水土模型进行求解，其基本思路是首先研究分析疏排水条件下矿区各含水层的地下水流场，得出含水层组中的水头变化，并假设各土层的总应力不变，根据有效应力原理，土层孔隙水压力的减小等于相应土层有效应力的增加，含水层和黏土层间的水量交换通过越流补给量来处理，从而确定各土层的变形量，所有各层的变形量之和即为土层的沉降量，本次沉降模拟利用矿区未来疏干条件下的地下水流场研究成果，将第四系含水层组中的水头变化，转换成土体有限应力的增加量，然后利用Abaqus软件，基于Terzaghi有效应力原理计算有效应力的变化，确定各土层的变形量，模拟分析矿区第四系的地层的固结沉降[1-3]。

1 第四系水文地质条件及疏干时的水位变化

1.1 第四系水文地质条件

根据地质报告，第四系含水层包含2个弱富水和2个强富水层，各层由上自下分述如下：

(1) 第四系全新统粘土、粉质粘土与粉细砂互层孔隙弱富水岩组(Q45al)，垂直渗透系数k=0.017～0.03 m/d，水平渗透系数k=0.121～0.56 m/d,为相对的隔水层；

(2) 第四系全新统粉细砂孔隙强富水岩组(Q44al)，平均厚度19.96 m，渗透系数k=18.994 m/d，为强含水层；……