非稳定渗流的数值模拟在基坑降水和回灌中的研究和应用
采用轻型井点降水是目前在粉土和粉砂质土地区进行基坑施工时较为常用的降水方法之一,然而井点系统在降低地下水位的同时也会引起周围地基变形等副作用,进而影响周围建筑物的安全与市政设施正常功能的发挥.在众多降低由于降水而带来不良影响的措施中,回灌法具有其不可取代的优点.但目前对回灌法研究较少,且多基于稳定流理论,未能较真实地反映地下水浸润面随时间变化的特征,造成设计施工均缺少足够的理论指导,大大限制了回灌法的推广使用.本文针对粉土与粉砂质土地基渗透性好、含水层厚的特点,从等效完整井二维非稳定渗流理论出发,应用里兹法(Ritz),自主编制了基于FORTRAN语言的有限元计算程序--SEEP2,对潜水降水非稳定阶段进行数值模拟.为使数值模拟更为精确,本文对影响半径的确定、厚含水层非完整井特性、多层土的等效渗透系数等亦进行了较为深入的探讨.通过实例验证,该有限元程序成功的实现了对多层非均质潜水含水层的抽-注井群非稳定渗流场的模拟,精度达到实用要求,可为基坑回灌工程的设计、施工和管理提供参考意见.通过实例分析,本文针对现阶段回灌法采用的抽-注井点同时启动的施工方法,提出了"先抽后灌"的优化理念,给出了具体的优化设计步骤.并通过数值模拟,验证了此种优化措施的可行性与经济性,为基坑工程中回灌法的进一步优化提供了科学依据.本文在基坑回灌法施工监测上进行了深入细致的分析,指出以往施工监测中对回灌井点影响程度的认识不足,从而导致监测井点的布置不合理,提出监测井点布置应遵循先模拟后选址的步骤,具有一定的理论意义和实用价值.
基坑;降水;回灌;非稳定渗流;井群;浸润面;有限元;优化
浙江大学
硕士
水工结构工程
毛根海;胡云进
2005
中文
TU463
70
2005-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）