某厚层黏性土组成的冲积相地层，由于大量抽汲地下水引起大面积地面沉降。经20年观测，地面总沉降量为1250mm，从地面下深

地面沉降的勘察宜查明地面沉降的原因和现状、预测地面沉降的发展趋势，并提出控制和治理方案。

根据有效应力原理，土的总应力=土的有效应力+孔隙水压力，当水位下降时，首先由于存在渗流作用，方向向下，与自重应力相同，故有效应力增大；由于水位下降孔隙水压力变小，由有效应力原理知有效应力增大，因此会产生附加应力使土层固结沉降。

根据分层总和法、《工程地质手册》（第五版）第719页。
降水后地下水位在地面下25.8m。
（1）降水在砂土层中引起的附加应力
18.9m处：Δp＝（18.9－3.2）×10＝157kPa
25.8m处：Δp＝22.6×10＝226kPa
39.6m处：Δp＝226kPa
18.9～25.8m中点处的平均附加应力为：（157＋226）/2＝191.5kPa。
25.8～39.6m中点处的平均附加应力为226kPa。
（2）由砂土沉降量反算变形模量
砂土层沉降量s＝550－220.8＝329.2mm，则：
s∞＝（1/E）ΔpH
即329.2＝（1/E）×191.5×6.9＋（1/E）×226×13.5
解得：E＝13.5MPa
【说明】本题争议的地方是变形模量要不要换算成压缩模量，根据土力学中压缩固结理论，压缩模量是不能在侧向变形条件下得到的，即只能发生竖向变形；变形模量是有侧向变形条件下，竖向应力与竖向应变之比，变形模量可通过公式



计算，编者认为这里是不需要把变形模量换算成压缩模量的，因为大面积降水引起的变形不仅有竖向变形还有侧向变形，并且手册公式中用的是弹性模量。弹性模量是在弹性范围内，竖向应力与应变的比值，也是在侧向有变形的条件下得到的。对本题而言，如果砂土层中水位上升，砂土层的变形是可恢复的，砂土的变形模量等于弹性模量。

按不同的地面沉降结构单元体设置的沉降标有高程基标准、地面沉降标、分层沉降标，无地下水沉降标。

潜水面为自由面，不承受大气压以外的任何附加压强。承压含水层是一个完全被水饱和的、夹在上下两个隔水层之间的含水层。抽取地下承压水使承压水头高度下由水位1下降到水位2，使孔隙水压力减小，孔隙水压力的减小必然导致土中有效应力的等量增大，会引起土层的固结沉降，承压含水层的孔隙水压力减小最明显，所以对地面沉降影响大的是承压含水层。

《工程地质手册》（第四版）第六篇第五章第三节第二点，地面沉降的防治措施包括：（1）已发生地面沉降的地区：①压缩地下水开采量，减少水位降深幅度。在地面沉降剧烈的情况下，应暂时停止开采地下水。②向含水层进行人工回灌，回灌时要严格控制回灌水源的水质标准，以防止地下水被污染。并要根据地下水动态和地面沉降规律，制定合理的采灌方案。③调整地下水开采层次，进行合理开采，适当开采更深层的地下水。④在高层建筑密集区域内应严格控制建筑容积率。⑤当地面沉降尚不能有效控制时，在新建或改建桥梁、道路、堤坝、排水设施等市政工程时，应考虑到使用期限内可能出现的地面沉降量。
（2）可能发生地面沉降的地区：①估算沉降量，并预测其发展趋势。②结合水资源评价，研究确定对地下水的合理开采方案。③在进行桥梁、道路、管道、堤坝、水井及各类房屋建筑等规划、设计时，预先对可能发生的地面沉降量作充分考虑。

5m处水压力为0；
35m处水压力为（35-5)×10=300kPa ；
65m处水压力为300kPa；