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1、基坑降水示例 一:引言 基坑降水方案设计首先要确保降水效果能达到预期目的,其次还要考虑降水 工程的经济性。因此,采用合理的降水方案是基坑降水工程中的关键。考虑到有 限元方法既可以模拟基坑内外渗流场的变化过程, 也可以考虑抽灌条件下水位的 变化过程。本文采用该方法,并利用非饱和土非稳定渗流理论以某深基坑工程为 背景, 对其进行了降水和回灌的数值模拟,分析了降水过程中基坑内外渗流场的 变化,为降水方案的优化设计提供了参考依据。 二:计算模型及计算方案 2.1 物理模型及土层参数 工程场地土层由上至下为填土,层厚 2.0m;粘性土,层厚 2.0m;粉质粘土, 层厚 6.0m;粉质粘土,层厚 4.0m
2、;细砂,层厚 16.0m;粉质粘土,层厚 20.0m。 模型尺寸为 230.0m50.0m,基坑为 40m 宽,13m 深(图 1)。本次降水回灌方案 设计的目的是: 保证 10m 基坑的开挖与施工, 降水至基坑底下 1.0m 为止, 即 36m 高度处。 本次计算利用了非饱和土非稳定渗流理论, 假定各土层的非饱和特性曲线是 一样的见图 2。场地范围内各土层计算所用的饱和渗透系数值见表 1。 图 1 模型简图 图 2 非饱和特性函数 表 1 土层渗透系数 土层 填土 粘性土 粉质粘土 1 砂土 粉质粘土 2 渗透系数 m/day 0.005 0.00073 0.0013 1.8576 0.00
3、006 2.2 计算方案 物理模型两侧施加初始水头边界(水头值 50.0m),对于降水井的模拟用节点 总水头随时间变化的函数模拟,井中水头随时间变化 0.00.5 天从 50.0 降到 42.0m;0.51.0 天从 42.0 将到 36.0m;其后水头一直保持在井底,见图 3。这 与实际降水中开始泵位保持在一定高度是一个道理。 图 3 水头随时间变化图 三:计算结果 3.1 孔隙水压力图 图 4 第 0.5 天孔隙水压图 图 5 第 5 天孔隙水压图 图 6 第 30 天孔隙水压图 3.2 总水头图 图 7 第 30 天总水头压图 3.3 井间总水头随时间变化图 图 8 井间总水头随时间变化图 35 37 39 41 43 45 47 49 51 05101520253035 总水头(m) 时 间(day)