非稳定渗流的数值模拟在基坑降水和回灌中的研究和应用

摘要

采用轻型井点降水是目前在粉土和粉砂质土地区进行基坑施工时较为常用的降水方法之一,然而井点系统在降低地下水位的同时也会引起周围地基变形等副作用,进而影响周围建筑物的安全与市政设施正常功能的发挥.在众多降低由于降水而带来不良影响的措施中,回灌法具有其不可取代的优点.但目前对回灌法研究较少,且多基于稳定流理论,未能较真实地反映地下水浸润面随时间变化的特征,造成设计施工均缺少足够的理论指导,大大限制了回灌法的推广使用.本文针对粉土与粉砂质土地基渗透性好、含水层厚的特点,从等效完整井二维非稳定渗流理论出发,应用里兹法(Ritz),自主编制了基于FORTRAN语言的有限元计算程序--SEEP2,对潜水降水非稳定阶段进行数值模拟.为使数值模拟更为精确,本文对影响半径的确定、厚含水层非完整井特性、多层土的等效渗透系数等亦进行了较为深入的探讨.通过实例验证,该有限元程序成功的实现了对多层非均质潜水含水层的抽-注井群非稳定渗流场的模拟,精度达到实用要求,可为基坑回灌工程的设计、施工和管理提供参考意见.通过实例分析,本文针对现阶段回灌法采用的抽-注井点同时启动的施工方法,提出了

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节引言

第二节回灌技术

第三节回灌技术存在的问题

第四节本文主要研究工作

第二章基坑渗流理论

第一节地下水运动理论的发展

第二节渗流的理论基础

第三节渗流分析方法概述

第四节潜水非稳定流的解析解

第三章有限单元方法在渗流计算中的应用及其原理简介

第一节有限单元法的应用

第二节有限单元法的基本原理

第三节基于变分原理的有限单元方法——里兹法

第四节有限元法在基坑降水计算中需明确的三个问题

第四章降水与回灌系统数值模拟

第一节二维非稳定渗流里兹法

第二节降水与回灌系统非稳态分析的程序设计与实现

第五章非稳态渗流算例分析

第一节工程算例一

第二节工程算例二

第三节回灌法优化设计分析

第四节回灌法安全监测问题分析

第六章结论与展望

第一节本文结论

第二节进一步工作展望

参考文献

致谢