Processing Modflow在地下水回灌控制深基坑降水引起地面沉降的应用

深基坑降水往往伴有地面不均匀沉降等环境问题,人工回灌法是解决此类问题的有效手段之一。基于多场耦合作用理论,建立水—土耦合模型,应用Processing Modflow软件数值模拟了不同回灌井布置方案下基坑周围地面沉降及其变化。结果表明：设置回灌井后,基坑周边地面的沉降量明显减小,且回灌处相对远离基坑的地面沉降减小十分显著;在一定范围内,相对远离基坑处的回灌效果优于相对近基坑处。     

深基坑三维应力场和渗流场耦合分析与模拟

为研究深基坑开挖施工过程中渗流场和应力场耦合情况,建立基于非饱和土的渗流-应力全耦合模型,采用非饱和土渗流-应力全耦合模型进行深基坑三维应力场和渗流场的耦合分析,预测在基坑不同的施工阶段中基坑挡土结构的侧向变形和基坑周围地面的沉降的变化,并将理论分析结果与实际监测数据进行对比分析。分析成果表明在需要降水施工的基坑分析中,采用渗流-应力耦合模型来进行基坑的分析与计算更合理,更有效。     

河道延伸拓浚工程深基坑综合降水技术应用

以位于常州市金坛区尧塘镇境内的新孟河延伸拓浚工程金坛区河道施工二标段为例,进行了砂卵石富水等复杂水文地质条件下深基坑综合降水方案设计及施工过程的探讨。分析表明,布置井点数量取30时,能达到基坑降水量的要求,且在施工过程中应加强对基坑及周围建筑变形、基坑位移、地面沉降等的监测,该工程各参数均符合相关规范,所采取的深基坑综合降水方案完全可行。     

深基坑施工中降水及坑道围护技术浅析

新沂市草桥镇污水处理厂厂区地下水给基础处理带来了难度。基坑施工过程中降低地下水位,使地上水满足支护和挖土施工的要求是深基坑施工中的重点和关键,降水方案的选取直接影响降水效果和工程成本。介绍了工程深基坑降水施工中,根据工程特有地质情况采用深井降水和钢板桩基坑维护方案的技术思路以及取得的效果。     

泵房深基坑结构变形特性及支护方案研究

以越南湄公河支流入海口火力发电厂循环水泵房的深基坑工程为例,分析得出沿海基坑工程土质类型基本特点为含水量高,强度小,基岩深度大,结构受到土体物理力学性能影响大;深基坑开挖引起围护结构侧向变形、基坑底部隆起以及开挖后引起地面沉降,变形量受开挖深度、围护方式等因素的影响;水位下降引起土体应力重分布,产生主、被动土压力以及渗透力;沿海深基坑工程适宜采用格构式布置水泥搅拌桩或排桩+钢筋混凝土内支撑进行围护。     

泵房深基坑结构变形特性及支护方案研究

以越南湄公河支流入海口火力发电厂循环水泵房的深基坑工程为例,分析得出沿海基坑工程土质类型基本特点为含水量高,强度小,基岩深度大,结构受到土体物理力学性能影响大;深基坑开挖引起围护结构侧向变形、基坑底部隆起以及开挖后引起地面沉降,变形量受开挖深度、围护方式等因素的影响;水位下降引起土体应力重分布,产生主、被动土压力以及渗透力;沿海深基坑工程适宜采用格构式布置水泥搅拌桩或排桩+钢筋混凝土内支撑进行围护。     

城市建设基坑降水引发地面沉降的影响研究

由于基坑降水引起地面沉降的范围较远,往往能达到墙后5~10倍基坑开挖深度的距离,而实际基坑工程坑外沉降的测点往往布置在墙后1~4倍基坑开挖深度的距离,因此难以全面获得不同类型基坑降水对地面沉降的影响范围。此次利用有限差分软件Modflow建立三维地下水渗流模型,研究不同开挖深度(5~25 m)的基坑降水对地面沉降的影响范围,并探讨不同止水帷幕截断方式工况下坑内降水后坑外水位及地面沉降随时间发展关系。     

强透水地层基坑降水对渗透变形和沉降安全的影响分析

为解决二元结构强透水地层基坑降水可能引发的渗透变形和地面沉降问题,以西霞院水利枢纽输水及灌区工程渠首倒虹吸段开挖基坑降水工程为研究对象,开展现场微水振荡试验和室内试验,根据勘察资料和试验结果获取研究区的水文地质参数。提出以明渠排水为主、明渠排水与防渗帷幕相结合的两种降水方案并进行基于GMS的Drain数据包数值模拟,验算不同方案下基坑渗透变形情况,同时对西北侧邻近的西霞院水利枢纽堤坝沉降安全进行分析。结果表明：两种降水方案均不会引发渗透变形和地面沉降破坏,其中明渠排水与防渗帷幕相结合的方案更适用于渗透性强、与河流水力联系密切的二元结构地层基坑降水。     

砂土地区基坑降水关键技术研究

正一、综合降水概念所谓的基坑综合降水是指将多种水位控制方法进行有机综合利用,来实现地下水位控制的目的。而水位控制的方法主要有降水、隔水和回灌三大类。根据降水的目的不同又分为疏干降水和减压降水,建筑基坑降水施工常以疏干降水为主,但超深基坑、地下水丰富地区一般为减压降水。井点降水类型主要分为轻型井点、电渗井点、管井井点、真空管井井点。一般情况下,涉及深基坑工程的支护设计阶段已包含了降水设计内容,但因地质情况复杂,勘察资料具有局限性,且受外界的影响在不断变化,尤其雨季对地下水位的     

深厚透水性地层中大型深基坑降水方案设计探讨

结合南水北调中线工程中深厚透水性地层中深基坑的降水方案设计范例,对纯井点降水、截水法以及帷幕+排水法等深基坑降水方法的特点进行了分析。认为：①这3种方法均能达到有效降低基坑地下水位的目的,在方案比选时,要对不同方案的技术经济进行比较,选择经济合理、技术可靠的方案,既降低地下水位,又保证基坑边坡及环境安全;②方案设计时,应进行现场抽降水试验以获得准确的水文地质参数;③在工程施工中必须做好监测工作,发现问题及时采取补救措施,以保证工程安全。     

FINITE ELEMENT NUMERICAL SIMULATION OF THREE-DIMENSIONAL SEEPAGE CONTROL FOR DEEP FOUNDATION PIT DEWATERING

For deep foundation pit dewatering in the Yangtze River Delta, it is easy to make a dramatic decrease of the underground water level surrounding the dewatering area and cause land subsidence and geologic disasters. In this work, a three-dimensional finite element simulation method was applied in the forth subway of Dongjiadu tunnel repair foundation pit dewatering in Shanghai. In order to control the decrease of the underground water level around the foundation pit, the foundation pit dewatering method was used to design the optimization project of dewatering ,which was simulated under these conditions that the aquifers deposited layer by layer, the bottom of the aquifers went deep to 144.45 m, the retaining wall of foundation pit shield went deep to 65 m, the filters of the extraction wells were located between 44 m to 59 m, the water level in the deep foundation pit was decreased by 34 m, and the maximum decrease of water level outside the foundation pit was 3 m. It is shown that the optimization project and the practical case are consistent with each other. Accordingly, the three-dimensional finite element numerical simulation is the basic theory of optimization design of engineering structures of dewatering in deep foundation pit in such areas.     

FINITE ELEMENT NUMERICAL SIMULATION OF LAND SUBSIDENCE AND GROUNDWATER EXPLOITATION BASED ON VISCO-ELASTICPLASTIC BIOT'S CONSOLIDATION THEORY

The land subsidence due to groundwater exploitation has an obvious hysteretic nature with respect to the decrease of the under groundwater level,and the uneven settlement often causes ground fissures.To study these important features,a visco-elasticplastic constitutive relationship with consideration of the coupling of seepage and soil deformation is proposed,and a finite element model with variable coefficients based on the Biot’s consolidation theory is built.With the groundwater exploitation and the land subsidence control in Cangzhou City,Hebei Province as an example,the variations of the under groundwater level and the development of the land subsidence due to the groundwater exploitation are simulated and ground fissures are predicted by the horizontal displacement calculation.The results show that the lag time between the land subsidence and the under groundwater level descent is about a month,and the simulated results of fissures agree well with the observed data.The model can well reveal the characterization of the interaction between the land subsidence and the groundwater exploitation.     

超采深层地下水引起地面沉降规律的探讨

分析了华北平原地区因超量开采深层地下水引起土层压缩和地面沉降的成因和规律，依据深层地下水非稳定流抽水原理和地层渗透固结理论，计算地下水位下降后形成的深层粘性土层的压缩量和地面沉降量。     

悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流计算

针对悬挂式止水帷幕基坑中复杂的地下水流动,建立了考虑止水帷幕的圆形基坑承压含水层地下水非稳定流动计算模型。通过对地下水流动计算模型的Laplace变换和有限Fourier余弦变换,推导了Laplace空间的水头降深解,采用Stehfest数值逆变换提出了悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流水头降深半解析解。在验证计算方法正确性和数值逆变换计算准确性的基础上,利用工程实例验证了计算方法的工程适用性。分析了悬挂式止水帷幕插入深度对圆形基坑地下水流动的影响规律,阐明了止水帷幕对基坑内外地下水控制的积极作用,为合理开展悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层的减压降水设计提供了计算方法。     

区域地下水开采与地面沉降控制三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层中地下水开采所引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑到土体的非线性特征及土体的渗透性随应力状态的动态变化,引入邓肯-张非线性模型和渗透率动态模型,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,并以江阴市浅层地下水开采为例,建立了浅层地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型.在对模型进行校正、识别的基础上,以第Ⅰ承压含水层未来10年内地下水位埋深不低于含水层顶板埋深一半,地面沉降量不超过50 mm为约束条件,预测了江阴市各镇的地下水可采资源量以及地面沉降量.实践表明,该模型不仅稳定性好,且收敛速度快.     

基坑开挖前降水对围护变形影响分析

高水位地区基坑工程项目的预降水往往会引起基坑围护一定的初始变形,有时甚至超过开挖引起的变形量,而大多数基坑变形初值采集一般在预降水完成后,开挖前降水引起的围护初始变形问题较难引起重视,对相关案例分析研究就显得尤为重要.结合上海某基坑工程案例,通过该案例中开挖前降水监测数据分析,并进一步采用有限元模拟,得出基坑支护前降深...     

引江济淮凤凰颈泵站基坑降水方案优化

闸站基坑开挖过程中的降水问题重要且复杂.采用"大井法"和数值模拟2种方法,对引江济淮工程中凤凰颈泵站改造的基坑涌水量进行了计算.基于三维渗流模型对基坑降水方案作了优化研究,对比分析了降水井的空间布置和井深度变化对基坑降水效果的影响,并综合考虑了工程经济性和施工便捷性,最终得到了推荐的降水方案.通过对各降水方案的分析可知...     

渠道深基坑降水试验及工程应用

以引江济汉渠道工程进口段泵站深基坑为例,通过一系列的降水试验,结合初步设计阶段的试验成果,综合分析了基坑含水层渗透系数。降水试验成果分析中既采用了抽水试验规程推荐的计算公式,也采用数学模型对降水试验进行模拟,最终提出了不同含水层渗透系数,为后期基坑降水方案研究提供基础资料,设计单位依据降水试验结果对基坑降水方案作出了重大设计变更。     

Influences of soil hydraulic and mechanical parameters on land subsidence and ground fissures caused bygroundwater exploitation简

In order to study the influences of hydraulic and mechanical parameters on land subsidence and ground fissure caused by groundwater exploitation,based on the Biot’s consolidation theory and combined with the nonlinear rheological theory of soil,the constitutive relation in Biot’s consolidation theory is extended to include the viscoelastic plasticity,and the dynamic relationship among the porosity,the hydraulic conductivity,the parameters of soil deformation and effective stress is also considered,a threedimensional full coupling mathematical model is established and applied to the study of land subsidence and ground fissures of Cangzhou in Hebei Province,through the analysis of parameter sensitivity,the influences of soil hydraulic and mechanical parameters on land subsidence and ground fissure are revealed.It is shown that the elastic modulus E,the Poisson ratio v,the specific yield u and the soil cohesion c have a great influence on the land subsidence and the ground fissures.In addition,the vertical hydraulic conductivity z k and the horizontal hydraulic conductivity s k also have a great influence on the land subsidence and the ground fissures.     

板桥河闸扩建工程深基坑施工降排水研究

复杂地质条件下的水闸扩建工程,在原水闸拆除及深基坑降排水施工方案编制时,既应考虑老闸拆除对保留部分结构的影响,又要考虑深基坑开挖及施工降排水对老闸保留部分结构及周边环境的影响。本文采用减压降水井+减压降水导渗管组成减压降排水装置联合降排水方案,减压降水井和减压降水导渗管相连通,地下水流向减压降排水装置中,当地下水上升到控制水位时,减压降水井中的水泵自动抽水外排,使基坑底部动水力方向由向上减小为向下或持平,使深基坑基底无隆起、边坡稳定,降排水得到有效控制,老闸底部地下水位保持稳定,老闸室结构完好。