【摘要】：地下水滲流控制是基坑工程中的一項重要安全控制技術(shù)。基坑開挖面臨隔水層埋藏相對較深,選用懸掛式截水帷幕時,坑內(nèi)外地下水未能隔斷,使得坑外地下水位降低。若基坑周圍有建筑物,需考慮地下水位降低造成地層沉降對周圍環(huán)境的影響。目前基坑規(guī)程中地下水涌水量及坑外水位降深計算方法并未考慮懸掛式截水帷幕的影響,為研究懸掛式截水帷幕基坑地下水滲流場的特征和規(guī)律,本論文做了以下工作： 1.廣泛閱讀了國內(nèi)外滲流研究資料,學(xué)習(xí)總結(jié)了有關(guān)知識。 2.研制了基坑滲流模型試驗箱,就懸掛式帷幕的止水效果完成了四組64個工況的試驗。 3.采用vb語言,編制了滲流計算的有限差分計算程序。通過上述工作,探討帷幕插入深度、過水?dāng)嗝婧穸�、水頭差對滲流場的影響規(guī)律。采用編制的滲流計算程序計算試驗各工況,與試驗各工況結(jié)果進行分析對比。得到以下結(jié)論：1.試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析表明,在本試驗的帷幕相對深度范圍(D/△h=0.25～2.5,D/M=0.5～5),基坑外帷幕處水位降深隨帷幕深度增加而減小,并隨帷幕深度的增加水位降深減小的幅度變緩。相對于水頭差的降深SA/△h在0.1～0.4之間；帷幕深度等于1倍水頭差時,相對于水頭差降深SA/△h約為0.2～0.4,帷幕深度等于2倍水頭差時,相對于水頭差的降深SA/△h約為0.1～0.3；帷幕插入深度一定時,隨水頭差的增加降深絕對值增加,但相對降深減��；降深影響距離大(X1/△h)時降深大,降深影響距離小時降深小。該試驗結(jié)果可用于實際工程設(shè)計中確定懸掛式帷幕深度時參考。 2.試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析表明,在試驗的帷幕相對深度范圍(D/△h=0.25～2.5,D/M=0.5～5),隨帷幕深度的增加,基坑總滲流量減小的幅度不大。帷幕深度增加1倍,總滲流量減少10%～15%。3.根據(jù)模型試驗與本文編制的滲流計算程序的對比,兩者得到的流網(wǎng)基本吻合,計算的帷幕處降深SA與試驗數(shù)據(jù)相符合。采用本文滲流計算程序可解決實際工程懸掛式帷幕基坑的滲流計算。4.通過模型試驗結(jié)果計算的滲透系數(shù)發(fā)現(xiàn),水平滲透系數(shù)與豎向滲透系數(shù)不同且差別較大。本模型試驗的水平與豎向滲透系數(shù)之比kx/kz約為1.6～2.2之間。采用數(shù)值法進行滲流計算時,水平與豎向滲透系數(shù)比值kx/kz對計算的流場形態(tài)影響顯著。因此,在實際工程地下水滲流計算時,不應(yīng)忽略滲透系數(shù)的各向異性。 5.試驗表明,在試驗的帷幕相對深度范圍內(nèi)(D/△h=0.25～2.5,D/M=0.5-5),基坑外的水頭損失占總水頭損失(水頭差)的50-70%,且相對帷幕深度D/△h較大時水頭損失較��；基坑內(nèi)的水頭損失占總水頭損失的30%～50%,且相對帷幕深度D/△h較大時水頭損失較大；帷幕底端很小范圍內(nèi)水力坡度明顯大于其他部位,水頭發(fā)生急劇變化,僅該處的水頭損失就占總水頭損失的100%～30%�；觾�(nèi)帷幕底端以下,水頭沿豎向則變化緩慢。6.對懸掛式帷幕,基坑內(nèi)1倍帷幕深度范圍,帷幕底端以上基本為垂直向上滲流,水力坡度分布較均勻。在進行流土破壞分析時可按該區(qū)域的平均水力坡度判斷較合理。
【圖文】：

下水的補給問題等等。2000年，Verhost和Troch[5】懫用直接解法對傾斜含水層(如圖1.4)中的地下水滲流特性進行了研究。根據(jù)有穩(wěn)定補給的連續(xù)性方程，假設(shè)含水層均質(zhì)且各向同性，結(jié)合達(dá)西定律確定傾斜含水層有穩(wěn)定補給的Boussinesq方程，采用Laplace變換及其逆變換、達(dá)西定律，得到基于坡面的水位高度及滲流量，從而可以確定傾斜含水層有入滲補給時的地下水位線及滲流量，進而對其進行排水設(shè)計；當(dāng)時間足夠長時，可得到最終穩(wěn)定狀態(tài)的水位線高度，可確定傾斜含水層有入滲補給時水位穩(wěn)定后的地下水位線及最高水位點的位置，并得到水平含水層穩(wěn)定狀態(tài)的水位線方程及滲流量方程。水位線及滲流量的計算可進行降水及排水的設(shè)計。圖1.4傾斜含水層4

第一章緒論 ^ ：O)為松她因子，介于1和2之間。計算結(jié)果(見圖 1.7)與Borja和Kishnani、Lacy和Prevost、Oden和Kikuchi等的比較接近。該方法原理簡單，可以解決土現(xiàn)兩側(cè)高水位向低水位滲流穩(wěn)定后，中的滲流場狀態(tài)問題。兩種不同介質(zhì)之間的滲流補給問題采用流量守恒的方在自由面的處理上采用類似于變滲透系數(shù)法的方法，值得借鑒。, 2m 、V < >
【學(xué)位授予單位】：中國建筑科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU463

【參考文獻(xiàn)】

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1 李剛;李軍;楊開華;;某土石壩帷幕灌漿滲流監(jiān)測成果分析[J];長江科學(xué)院院報;2012年05期

2 劉金寶;王寒梅;張月萍;;改進的有自由面非穩(wěn)定滲流分析復(fù)合單元滲透矩陣調(diào)整法[J];計算力學(xué)學(xué)報;2009年06期

3 彭華,曹定勝,王家榮,羅詁懷;有自由面滲流分析的棄單元法及其應(yīng)用[J];人民長江;1997年08期

4 李連俠;廖華勝;劉達(dá);張延忠;李天翔;漆力健;;滲流計算中求解浸潤線的自由面適應(yīng)網(wǎng)格方法[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2006年05期

5 祝衛(wèi)東;韓同春;;懸掛式止水帷幕插入深度的數(shù)值分析[J];水利水電技術(shù);2009年07期

6 吳林高,張瑞;粘彈性多孔介質(zhì)滲流方程嚴(yán)格解的數(shù)值分析及應(yīng)用[J];同濟大學(xué)學(xué)報;1986年02期

7 吳林高，姚迎;粘彈性越流含水層組三維滲流模型的數(shù)值解[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1995年01期

8 吳林高，張瑞，繆俊發(fā)，，姚迎;基坑圍護結(jié)構(gòu)周圍的地下水井流計算[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1995年03期

9 姜忻良;宗金輝;;基坑開挖工程中滲流場的三維有限元分析[J];巖土工程學(xué)報;2006年05期

10 王翠英;王家陽;;深基坑降水中不同的地質(zhì)模型有限元應(yīng)用研究[J];巖土力學(xué);2007年06期

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1 許燁霜;考慮地下構(gòu)筑物對地下水滲流阻擋效應(yīng)的地面沉降性狀研究[D];上海交通大學(xué);2010年

本文編號：2636455