深基坑降水对周边建筑环境影响的研究

使用传统模型研究深基坑降水对周边建筑环境影响时研究分析效果差。为此对深基坑降水对周边建筑环境的影响进行研究。引入持水重度、相关密度指标、给水度等概念,计算土层持水密度;采用分层总和法,将周边建筑环境土层分为潜水含水层、承压含水层、隔水层、半承压含水系统四部分,代入计算出的土层持水密度,分析土层应力增量;在土层应力增量分析的基础上,运用FLAC方法计算基坑降水引起的地面沉降程度,实现深基坑降水对周边建筑环境影响的研究,完成影响研究模型的设计。     

利用多孔抽水试验确定承压-无压流条件下承压含水层的水文地质参数

在平原第四系孔隙承压含水层开展抽水试验时常发生抽水井中地下水水位降至隔水顶板以下而出现承压-无压流并存的现象,如何利用多孔抽水试验确定承压含水层的水文地质参数是地下水动力学研究中的一个重要问题。利用江汉平原北部肖家港地区第四系上更新统(Qp_3~(al))孔隙承压含水层中开展的多孔抽水试验,探讨了承压-无压流并存条件下确定承压含水层水文地质参数的方法。结果表明:利用多孔抽水试验数据,综合运用泰斯承压井流模型和Chen承压-无压井流模型可同时确定承压含水层的导水系数、弹性释水系数和重力给水度等关键水文地质参数,据此得到肖家港地区上更新统孔隙承压含水层的导水系数在77.28～109.64 m~2/d之间,弹性释水系数为3.17×10~(-4),重力给水度为1.97×10~(-1)。利用泰斯承压井流模型计算承压含水层的导水系数和弹性释水系数时,应尽量选取抽水后期或者距离抽水井较远的观测井地下水水位降深数据,以尽量减少承压含水层无压区重力释水对计算结果的影响。     

长江Ⅰ级阶地某深基坑地下水控制分析

对于地处长江I级阶地的深基坑工程而言,由于其地层软弱、水文地质条件复杂、周边建筑密集等原因,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关键。本文以位于湖北荆州市繁华中心城区的地下商业城某深基坑工程为例,通过理论分析和经验判断,提出采用竖向隔水帷幕+深井降水的综合方案来控制深基坑地下水问题,即在弱透水层的潜水和承压水采用在支护桩之间施打高压旋喷桩形成竖向隔水帷幕,在强透水层的承压水采用井管降水的方法来控制基坑地下水,但降水井的深度要适当。经过工程实践验证表明,弱透水层的潜水、承压水的处置措施得当,可为富水复杂环境地质条件下的深基坑工程的设计与施工提供借鉴。     

基于有效控制抽水量和地面沉降的长江Ⅰ级阶地深基坑深井降水参数取值优化

针对目前深基坑深井降水研究中仅关注目标降深及相应地面沉降,未考虑满足目标降深条件下的有效控制抽水量问题,以武汉长江隧道明挖段深基坑深井降水工程为例,通过抽水试验分析了井管直径、进水段的相对位置b/M以及井的不完整程度l/M对基坑涌水量的影响,确定了止水帷幕长度、井管直径、过滤管有效长度和合理位置等降水参数,根据试验数据拟合出该地区非完整井涌水量经验公式;建立了控制抽水量和地面沉降的深基坑深井降水参数优化设计模型,求解Maxf(l)得出的过滤管长度,与抽水试验结果相近。结果表明：止水帷幕进入强透水层厚度2/3处时,其对基坑坑内抽水量和坑内外水位有控制作用;选用Φ250井管、过滤管设置在强透水层上部(b=0)、l/M值较小及附加阻力系数差(ξ₁-ξ₂)最大时,基坑涌水量较小;q₀-l、Δq₀/Δl-l曲线中曲率最大点对应的过滤管长度范围为14.0～16.0 m,其对应的基坑涌水量q₀最小;考虑井群干涉的影响,干涉井涌水量在基坑中心处最小、角点处最大。     

深基坑降水设计及降水对周边环境影响的分析

为了更好地解决深基坑降水问题,本文分析了基坑降水的主要作用,介绍了常见的基坑降水方法与适用范围,并以武汉市瑞安街永清片区某深基坑降水工程为例,在结合其工程地质及水文地质条件和明确降水设计要点的基础上,选取合理的降水方案进行了深基坑降水的优化设计,同时探讨了深基坑降水对周边环境的影响以及相应的治理措施。     

完整井抽降水引起的侧向有界越流承压含水层变形解析研究

考虑含水层在侧向有限延伸(有界),即在距离抽水井r=R(R称为有界半径)处存在补给源(如回灌源)使得地下水水位在该处没有变化或不受抽水的影响,进而基于完整井抽水的特点,在平面应力假定的基础上,从Biot固结方程出发,应用Laplace变换得到了非稳定流完整井抽水作用下,侧向有界越流承压含水层的竖向位移和径向位移的解析解,并重点分析了不同侧向边界对完整井抽降承压水引起的含水层变形的影响。结果表明:侧向有界承压含水层的竖向变形要小于侧向无界承压含水层,而侧向有界承压含水层的径向变形大于侧向无界承压含水层;随着有界半径R的增大,侧向有界承压含水层的竖向变形和径向变形越接近于侧向无界承压含水层,抽水影响的范围也随之越大,且侧向有界承压含水层的最大径向变形的位置也越远离抽水井。该理论可为基坑承压水控制提供依据。     

地下水渗流沉降的三维耦合模型及程序的研制

研制可合理模拟预测基坑降水过程中引起地面沉降的计算机程序,并提出最优化降水方案.基于三维全耦合数值模型,笔者开发了GWS软件.GWS软件是以比奥固结理论为基础,将土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化考虑进去,通过耦合地下水渗流场和土体应力场进行模拟预测基坑降水过程中渗流场及地面沉降的变化.以一个实际基坑降水工程为例,经GWS软件计算得出5口井联合抽水方案,后续工程证明此方案正确、可靠.以三维全耦合数值理论为基础的GWS软件,可以为基坑降水工程引起的地下水渗流场变化及地面沉降量提供可靠的预测.     

用MATLAB函数解承压含水层完整井非稳定流问题

本文主要介绍应用MATLAB提供的函数pdepe求解承压含水层完整井中的定流量非稳定流、阶梯状定流量非稳定流、定降深非稳定流问题,该种方法上机计算绝对误差小.研究结果表明,MATLAB函数为研究地下水数值模拟提供了一种简便有效的途径.     

武汉某深基坑工程变形数值模拟与现场监测的对比分析

为保证深基坑工程的稳定性和安全性,掌握深基坑支护结构及土体的变形规律尤为重要。以武汉某深基坑工程为研究背景,利用MIDAS/GTS三维有限元软件对基坑开挖过程中三种工况下基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移及基坑外地表土体沉降变形特征进行了数值模拟,并与现场实际监测数据进行了对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移、基坑外地表土体沉降量越来越大,需要在施工过程中注意及时处理;模拟曲线与现场实际监测曲线的形状和变形趋势基本吻合,验证了数值模拟结果的合理性,对类似基坑工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

基于等效渗透系数法修正的多节点井流模型北大核心CSCD

管道是含水层中十分常见的水文地质结构,目前关于含水层中地下水管道流模拟常用的模型有等效渗透系数模型、多节点井流(MNW)模型和管道流(CFP)模型,其中MNW模型和CFP模型被耦合到地下水数值模拟软件MODFLOW中。MNW模型使用有限差分网格渗透系数对管道流进行计算,在数值模拟过程中假设包含管道的含水层网格渗透系数为孔隙介质渗透系数,但其并不能反映管道-含水层网格系统的高渗透性。基于等效渗透系数法对MNW模型进行修正,为了检验修正后MNW模型的模拟效果,以二维砂槽试验数据为例,分别采用CFP模型、原始MNW模型和修正MNW模型对管道周围含水层地下水流场进行了数值模拟,并将模拟流场与实测流场进行了对比分析。结果表明：修正MNW模型与原始MNW模型相比其模拟误差降低了76.14%,且其模拟误差小于CFP模型,说明修正后的MNW模型提升了多节点井流模型对含水层中管道流的模拟效果,更好地体现了现实中管道与含水层的双重介质性,对更加高效而准确地进行含水层中地下水管道流数值模拟具有实际意义。     

抗剪强度折减系数法在基坑土钉墙稳定性分析中的应用研究

深基坑土钉墙支护结构由于其经济可靠且施工快速简便,已在许多国家得到迅速的发展和应用。但由于土钉墙支护基坑边坡稳定性分析中土体计算参数的难以确定,常常误导土钉设计,造成众多基坑土钉墙事故的发生。笔者根据抗剪强度折减系数理论,并结合FLAC3D三维动态仿真模拟．分析了基坑土钉墙在开挖与支护作用下的应力场与位移场分布形态特征,据此得出其发生扰动后的综合强度参数,以此综合强度参数计算基坑坡体的安全系数,为基坑土钉墙稳定性分析提供了有效途径。     

复杂粘性土层深基坑挡土桩受力分析

针对目前桩锚式支护计算方法的局限性，对复杂土层中下端固定的锚定式挡土桩作了受力分析，并编写了计算机程序，适用于处理深基坑支护中的分层土(砂土、粘性土)、有超载、存在地下水等各种复杂土层。     

深基坑拉锚联合支护结构设计及工程应用

深基坑拉锚式支护结构由于其经济可靠而且施工快速简便．已经在许多深基坑工程得到了迅速推广应用。结合工程实例，通过分析工程场地周边环境与工程地质条件．经方案比较后，采用拉锚式支护方案，着重阐述了拉锚式支护方案设计与施工工艺。工程实践表明，该设计方案是可行且经济的，对场地狭小、周边环境复杂的大面积深基坑工程，拉锚式支护体系具有独特的优势。     

深基坑拉锚式围护结构的优化设计及工程应用

深基坑拉锚式围护结构由于其经济可靠而且施工快速简便。已经在许多深基坑工程得到了迅速推广应用。本文结合北京站扩能改造深基坑工程实例。通过分析工程场地周边环境与工程地质条件。经方案比较后。采用拉锚式围护方案,着重阐述了拉锚式支护方案设计与施工要点。工程实施效果及技术经济评价表明,该方案有效地保证了基坑施工期间的安全与稳定。且经济效益十分明显,拉锚式围护体系在该工程中显示了其独特的优势。     

基坑放坡安全开挖的设计与施工

放坡开挖适用于地基土质较好、开挖深度不深,以及施工现场有足够放坡场所的工程。本文讨论了软土基坑施工中,当开挖不深(3～5m)、基坑开挖对周边工程环境要求不高或有可靠措施时采用放坡开挖的技术参数,列举了工程实例。     

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

工业项目地下水污染监测井布设方案的定量化研究

工业成品生产过程中各类装置所产生的污染源严重威胁着工业建设项目厂区及其周边地下水环境安全,对工业项目厂区及其周边地下水水质进行有效的监测则成为防控地下水污染风险的关键。以某石化项目为例,基于对研究区水文地质条件的剖析和概化,通过野外水文地质调查及现场试验获取水文地质参数,利用FEFLOW数值模拟软件建立研究区地下水三维非稳定渗流模型和溶质运移模型,分析预测设定工况下污染物随地下水的迁移规律,实现了地下水污染监测井布设方案在时间和空间尺度上的定量化分析,并提出了合理且有效的监控管理措施,可为工业项目地下水监测井的精细化布设提供参考。     

Adaptations to the dynamics of rural water supply from natural sources: A village example in semi-arid Nigeria

Domestic and agro-economic activities in the semi-arid region of Nigeria rely exclusively on rainfall, streamflow and groundwater in deep and alluvial (fadama) aquifers. Such water supply systems are subject to considerable seasonal and inter-annual variability. However, a combination of the various sources may mitigate the effects of water scarcity. This study describes the dynamics of the water sources for a village in northeastern Nigeria as an example that demonstrates the linkages between rainfall, streamflow and groundwater. Such linkages are important for developing strategies to mitigate the effects of climatic variation. Long-term records of rainfall were not available at the site so that the short-term data was interpreted in the context of the long-term climatic experience of the region. The stratigraphic profile of the aquifer was developed from resistivity methods, to supplement information obtained from well level hydrographs. Field observations and analysis of the data reveal that the beginning of the rainy season is a precarious period because none of the water sources are reliable. Rainfall infiltration recharges the shallow aquifers while lateral water flux from the floodwater-saturated fadama also contributes to water level rises in the deep wells. A study of the water level changes in response to deepening of the wells suggests that the wells are fed by an assortment of water-bearing lenses, separated by layers of low transmissivity. One major finding of this study is that there exists a close association between the wells in this riparian community and the recharge processes within the fadama. Upstream diversion, abstraction or impoundment could therefore undermine the viability of aquifer exploitation by the communities in the riparian zone. Analysis of the interactions among the various sources of water leads to the identification of several potential adaptation strategies for confronting the problem of water scarcity.