基坑降水数值模拟分析研究

基坑降水是基坑工程不可或缺的一部分,降水设计的成败与基坑安全密切相关.受含水层形状以及性质限制,利用传统解析法对三维渗流求解比较困难,而通过数值模拟这一技术手段,可以有效克服这一难题.利用Visual Modflow建立了南京地铁3号线浦珠路站深基坑降水模型,对其降水效果进行预测,并与实际观测数据进行比较和分析.     

基坑降水过程数值模拟

介绍了干扰群井基坑降水设计中基坑及周围地下水位实时预测方法。通过交叉验证对插值方法进行有效性评价,选择出最合适的插值方法,并在此基础上,实现基坑降水过程的数值模拟,该方法可指导基坑开挖、分析降水工程对周围环境的影响。     

河岸基坑降水非饱和渗流三维数值模拟研究

本文以孔隙介质非饱和渗流Richards方程为基础,建立了可求解地下水自由面和溢出点空间位置的基坑场地三维非饱和渗流模型。通过砂土土柱渗透试验数据,验证了非饱和渗流模型混合边界条件的有效性和准确性。以常州某水利工程河岸基坑场地为例,利用所建立的三维非饱和渗流模型,对降水井失效条件下,河岸基坑的渗流场、地下水自由面和溢出点空间位置进行了预测。研究结果显示:自然条件下,在围堰、截渗墙以及降水井的共同作用下,可有效降低基坑内地下水位,但仍有部分位置存在渗漏风险;当降水井失效时,基坑底部渗漏区域面积明显增大,基坑面临浸没风险。施工过程中应重点关注基坑底部降水井是否完好有效,同时建议在4#围堰坡脚处增设降水井。     

某地铁基坑降水的数值模拟分析

分析了某地铁基坑工程概况,提出了基坑降水措施建议,而后采用Visual Modflow程序对降水效果进行模拟预测,获取了整个场地中降深和沉降的分布情况,结果表明,通过所设置的帷幕和抽水井,可以实现基坑内降深达到设计要求,同时,基坑外的降深和地面沉降都较小。     

武汉某地铁基坑降水模拟

地铁基坑降水对工程进度及成败至关重要,本文以武汉某地铁降水工程为例,根据场地地质条件及基坑的支护情况,基坑降水后地下水渗流主要是三维渗流。本文采用的模拟方法为三维有限差分法,对基坑降水进行数值模拟,获得整个场地在基坑降水过程中的承压水头变化规律。     

数值模拟技术在基坑降水中的应用

基坑降水设计常采用大井法计算基坑排水总量,再根据单井出水量,计算排水井的数目和间距,简单易行.但是当水文地质条件复杂,不能引用影响半径时,就不符合裘布依井流公式的适用条件,也就不能再用大井法计算排水量;同时,对于施工复杂的特大型深基坑工程,仅简单地进行均匀布井或非均匀布井,不能预测降水的非稳定过程,且并不一定能保证降水的效果.应用数值模拟技术探讨了解决这些问题的办法,并以长江下游某大桥锚碇区基坑降水工程为例,建立三维渗流数值模型,计算了基坑降水的排水总量,提出了基坑外降水井的最优布设方案.该方案用于指导工程施工,取得了比较理想的效果.     

沿海软土地基深大基坑开挖施工降水数值模拟

本文以宁波市轨道交通2号线二期工程红联站地下车站工程C基坑施工降水方案为工程背景,建立C基坑及周边地基土的三维有限元模型,分别模拟分层开挖和降水过程中土体应力变化、总水头变化、基坑三维变形等量化指标。模拟结果表明：该模型稳定可靠、真实可行,降水方案科学合理,能满足施工需要;施工过程中须密切监测基坑变形量的发展速度,必要时采取回灌等措施。     

数值法在基坑降水中的应用

以安徽省某基坑降水工程为实例,通过选择降水方案,选取水文地质参数,并运用目前较为成熟的地下水数值模拟软件VisualModflow对研究区进行了基坑降水数值模拟,并利用数值法建立模型预测涌水量与基坑降水后的影响范围,为基坑降水方案优化及降水施工作业提供了理论指导。     

复杂巨厚第四纪松散沉积层地区深基坑降水三维渗流场数值模拟——以上海地铁4~#线董家渡段隧道修复基坑降水为例

针对长江三角洲地区分布有复杂巨厚第四纪松散沉积层,且具有较高的承压水位,其深基坑降水的模拟、预测难度大。以上海地铁4#线董家渡段隧道修复基坑降水为例,建立基坑降水三维渗流模型,并采用有限差分数值模拟方法,模拟在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达150 m、基坑周围挡水连续墙埋深达65 m、抽水井埋深达59 m、抽水井过滤器埋深为44～59 m及30口抽水井联合降水情况下,基坑中心下伏第2承压含水层中部降压段水位降至埋深43.35 m时的地下水复杂流动状态。经后续工程验证,该结果正确、可靠,该理论用于模拟预测此类地区深基坑降水引起的地下水流场变化具有较高的可信度。     

复杂巨厚第四纪松散沉积层地区深基坑降水三维渗流场数值模拟——以上海地铁4#线董家渡段隧道修复基坑降水为例

针对长江三角洲地区分布有复杂巨厚第四纪松散沉积层,且具有较高的承压水位,其深基坑降水的模拟、预测难度大。以上海地铁4#线董家渡段隧道修复基坑降水为例,建立基坑降水三维渗流模型,并采用有限差分数值模拟方法,模拟在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达150 m、基坑周围挡水连续墙埋深达65 m、抽水井埋深达59 m、抽水井过滤器埋深为44～59 m及30口抽水井联合降水情况下,基坑中心下伏第2承压含水层中部降压段水位降至埋深43.35 m时的地下水复杂流动状态。经后续工程验证,该结果正确、可靠,该理论用于模拟预测此类地区深基坑降水引起的地下水流场变化具有较高的可信度。     

深基坑降水施工对地表沉降影响分析

天津站交通枢纽后广场基坑开挖面积大,水源补给充分,通过模拟计算和实测数据对比分析,总结出深基坑降水施工引起周围地表变形规律。研究结果表明:降水施工会对约45m范围内的土体均产生较大沉降影响;第三、四步降水主要引起地表沉降;降水施工引起墙后土体向基坑外侧位移,基坑开挖使墙后土体向基坑内侧位移。     

基坑降水造成地面变形的机理探讨

随着地下工程的蓬勃发展,由地面沉降引发的建筑物开裂等灾害也日益增多,降水是引发地面沉降的主要原因已得到大家的共识,然而其中的机理却依然复杂,因此,本文从地下水动力学降水涉及变形的理论公式的角度对降水引发地面变形机理进行探讨,考虑了时间因素的影响,最后对一个工程实例进行了应用。     

采用抽渗结合的基坑降水施工技术

北京中关村科贸中心工程基坑占地约1．7万m^2,基底深20m,水文地质和周边条件复杂。基础施工采用自渗为主、抽水为辅、抽渗结合的方案,利用管井和渗井相结合进行基坑降水,既满足了结构施工阶段无水作业的要求,又达到了保护地下水资源、保障周边建筑物稳定并防止地面沉降的效果。     

越冬桩锚基坑冻胀变形的数值模拟分析

为了分析冻胀作用对基坑变形的影响,通过Flac3D软件对桩锚支护的基坑进行数值模拟,模拟越冬.结果 表明随着冻胀时间的增加,冻胀作用越明显,对基坑变形及支护结构的影响越大.不同负温条件对基坑影响也不同,温度越低,冻深越大,冻胀变形越严重.因此在实际工程中,存在越冬情况的基坑必须做好监测以及防护.     

深基坑降水施工动态控制及效果分析

北京侨福花园广场工程基坑深21．635m,该范围内涉及一层潜水和两层承压水,且槽底水量较大。通过对地下水水位分析预测并进行降水施工动态控制,有效地控制了地下水。     

逆作基坑地下连续墙水平变形数值分析

以天津某深基坑工程为例,利用ABAQUS有限元软件对基坑开挖过程进行三维数值模拟,分析基坑开挖过程中不同开挖顺序和开挖工况下基坑不同位置处地连墙水平变形情况.通过分析对比,认识到不同开挖顺序所引起的地连墙位移是不同的,地连墙从两边到中间开挖比从中同到两边开挖所产生的水平位移要小,越靠近地连墙长边中部位置,产生的水平位移越大,说明逆作深基坑存在开挖-空间效应,施工时应利用此空间效应优化施工组织设计.     

非稳定渗流引起的基坑坑底回弹变形计算

基于一维非稳定渗流理论,研究大面积开挖基坑且支护墙体刚度较大情况下坑内外水头的变化规律,并推导相应计算公式,进而分析坑底水头、孔隙水压力、有效应力以及回弹变形随时间的变化关系。研究结果表明,开挖卸载引起的超静孔压以及坑内外水头差诱发的渗流共同作用使得坑底孔隙水压力随时间逐渐增加,进而引起坑底有效应力逐渐减小和坑底回弹变形逐渐增加。     

软土基坑离心模型试验及数值模拟研究

针对2组具有不同支护形式的软弱基坑进行离心模型试验,测试基坑开挖卸荷过程中支护结构内力和变形,以及坑周土变形,并进行相应的数值计算。试验结果表明：水平支撑对基坑的稳定性影响较大,未加水平支撑的基坑易发生由于支护结构与坑侧土体变形过大所导致的失稳;加水平支撑后基坑的稳定性提高,但要注意由于坑底土体隆起变形所导致的支护结构底端移动和坑顶支撑松弛,进而造成整个支护结构失稳。通过对基坑周边土体在开挖过程中形成的不同应力路径和蠕变参数分析,采用ABAQUS中的扩展D-P模型,对试验模型的原型基坑进行数值计算,计算结果和离心模型试验吻合较好,且可反映基坑周边土体的蠕变效应。