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建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型——以天津市东南部沉降区为例
摘要
城市发展不断推进，建筑物的增多和城市交通的不断扩展均会对城市地面产生荷载作用，从而引起地面沉降等问题。为了解决这些问题，需要建立城市地面沉降地理信息模型，对城市地面沉降进行预测和监测。本文以天津市东南部沉降区为例，介绍了建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型的构建和应用。
关键词：城市地面沉降，地理信息模型，建筑荷载
Abstract
Asurbandevelopmentcontinuestoadvance,theincreasingnumberofbuildingsandtheexpansionofurbantransportationwillexertloadeffectsontheurbanground,whichwillcauseproblemssuchasgroundsubsidence.Tosolvetheseproblems,itisnecessarytoestablishageographicinformationmodelofurbangroundsubsidencetopredictandmonitorurbangroundsubsidence.TakingthesubsidenceareainthesoutheastofTianjinasanexample,thispaperintroducestheconstructionandapplicationofthegeographicinformationmodelofurbangroundsubsidenceunderbuildingloads.
Keywords:urbangroundsubsidence,geographicinformationmodel,buildingloads
一、引言
城市地面沉降是城市建设和治理中的重要问题，其涉及到城市基础设施、建筑物安全以及环境等问题。随着城市化进程不断推进，建筑物和交通工具的增多，以及城市下水道、管道等基础设施的建设，都会对城市地面产生荷载作用，从而引起地面沉降等问题。因此，建立城市地面沉降地理信息模型，对城市地面沉降进行预测和监测，具有非常重要的意义。
在建立城市地面沉降地理信息模型时，首先需要了解城市地面沉降的原因和特点，然后选择合适的地面沉降监测手段和方法，以及建立地理信息系统和数学模型，对城市地面沉降进行数据处理和分析，最终得出预测结果。本文将以天津市东南部沉降区为例，介绍建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型的构建和应用。
二、天津市东南部沉降区的地面沉降特点
天津市东南部沉降区位于天津市区的南部，主要包括滨海新区东丽区、蓟州区和宝坻区。该地区地下水丰富，地面土层主要由泥炭土、软黏土、砂土等构成，具有较强的可压缩性。
近年来，天津市东南部沉降区的地面沉降问题不断加剧。根据地面沉降监测数据显示，该地区地面沉降速率在1厘米/年以上，其中部分区域达到了2.5厘米/年以上。主要原因是该地区的建筑物和交通工具不断增多，加之地下水开采和排水等人为因素对地质环境的影响导致该地区地面沉降加剧。
三、建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型的构建方法
建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型的构建方法包括以下步骤：
1.选取监测点
通过分析城市地面沉降的原因、特点以及历史数据等，选取合适的监测点进行数据的采集和处理。在选择监测点时，应该考虑到建筑物、道路、排水管道等因素对地面沉降的影响。
2.建立地理信息系统
根据监测点的地理位置，搜集周边地区的地形、地质、气象等信息，建立地理信息系统。将地理信息系统与监测数据相结合，对城市地面沉降进行数据处理和分析。
3.建立数学模型
通过地理信息模型，建立城市地面沉降的数学模型。该数学模型需要考虑地下水位、土壤性质、建筑荷载等因素，以及其对地面沉降的影响。模型可采用有限元法或基于数据挖掘的机器学习方法等。
4.数据分析和模型验证
通过数学模型，对城市地面沉降进行数据分析和预测，同时对模型进行验证。通过模型验证，进一步优化和完善建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型。
四、建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型的应用
建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型的应用主要包括以下方面：
1.预测城市地面沉降
通过建立地理信息模型和数学模型，对城市地面沉降进行预测。通过预测结果，对城市建设和基础设施的规划和管理提供重要依据。
2.监测城市地面沉降
通过数据采集和分析，对城市地面沉降进行实时监测。通过监测数据，对城市地面沉降的情况进行动态调整和管理。
3.应对城市地面沉降问题
通过建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型，对城市地面沉降问题进行分析和处理。通过优化城市规划、加强基础设施建设等措施，有效应对城市地面沉降问