李传勋，江留慧

(江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013)

随着经济发展及城市化进程的加快，人类对地下水资源的需求日趋增长，其后果是由大规模抽取地下水引发的地面沉降问题日益严重[1–3]。大范围地面沉降给人类生活和生产环境、生命财产等造成危害，并严重制约社会和经济的可持续发展。因此，深入研究由抽取地下水引发的地面沉降问题具有重要的理论和实际意义。

计算机技术的发展极大地促进了Biot固结理论在抽降水引发地面沉降研究中的应用。Lewis等[4]最早建立基于Biot耦合固结理论的有限元模型,并分析了威尼斯地面沉降问题。Bear等[5]也基于Biot固结理论建立含水层抽水引起的地面沉降计算模型，分析了降水引起的区域地面沉降问题。Teatini等[6]利用基于Biot固结理论建立的3维有限元模型，分析了Emilia–Romagna地区的地面沉降问题。陈杰等[7]运用2维Biot固结平面有限元程序计算因超采地下水而引起的地面沉降问题。骆祖江等[8]以Biot固结理论为基础，考虑土体的非线性压缩及渗透特性，建立了浅层地下水开采与地面沉降的3维全耦合模型。由此可见，地下水位变化引起的地面沉降采用Biot 3维固结理论建立的完全耦合模型计算已相对完善。但也需注意到Biot 3维固结理论必须借助于相对复杂的数值计算，模型较复杂、参数较多导致数值计算不仅耗时，而且计算结果往往因人而异，很难在实际工程中得到推广应用。

事实上，抽水引起的场地地面沉降范围与发生主要沉降变形的土层厚度相比往往大几倍、几十倍之多，此时采用1维固结理论计算弱透水层沉降是完全适用的。……