深基坑工程中井点降水的优化设计

摘要

该文根据沉降变形控制的降水最优化设计概念,以总的抽水量最少建立目标函数,研究基坑降水方案的优化实现问题.预测是优化设计的核心,不仅要预测地下水的动态水位,还要预测因水位下降引起的地层沉降.通过准确的预测,最终确定一个既能满足工程施工和工程安全的需要,又能使降水对周围环境引起的沉降最小的降水方案.从而改变仅从工程安全和施工条件的角度进行降水设计的传统观点.地下水的渗流场采用非稳定渗流方程来表述,根据数值法求解此方程得到的结果,能够方便的掌握地下水位随时间的变化,并预测基坑可以开挖的时间,确定施工进度.进行地层沉降的计算时,采用总应力不变的观点计算有效应力的增量,并根据传统的分层总和法进行沉降计算.认为在对回灌措施控制地层沉降分析的基础上,采用回灌井防止地层沉降是更为有效的措施.计算模型的求解通过Fortran编写的渗流程序来实现.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1问题的提出和现实意义

§1.2基坑降水的研究概况和特点

1.2.1基坑工程渗流理论及求解方法的研究概况

1.2.2基坑降水的研究概况及特点

§1.3本论文的研究内容

第二章渗流的理论基础及数值模拟原理

§2.1引言

§2.2渗流的理论基础

2.2.1地下水基础知识

2.2.2地下水运动方程

2.2.3地下水运动方程的定解条件

§2.3地下水渗流场的数值模拟

2.3.1二维非稳定渗流的定解问题

2.3.2渗流场的离散化与插值函数

2.3.3微分方程的离散化

2.3.4对时间微分项的处理

§2.4渗流计算程序的介绍

2.4.1程序结构

2.4.2验证渗流计算程序的可靠性

第三章基坑渗流区域的水位动态数值模拟与基坑降水设计

§3.1引言

§3.2井点降水方法

3.2.1人工降水方案设计的依据

3.2.2井点降水方法

§3.3水位动态数值模拟

3.3.1基坑周围地下水渗流的特点

3.3.2基坑围护结构周围的地下水渗流特征

3.3.3影响井点降水水位变化的因素

3.3.4基坑周围渗流场的数值模拟

3.3.5水位预测

§3.4基坑井点降水设计

第四章地层沉降及控制

§4.1引言

§4.2固结沉降理论

4.2.1有效应力原理及有效应力的计算

4.2.2地层固结沉降的研究模型

4.2.3地层固结沉降的研究理论

4.2.4太沙基固结理论

§4.3基坑周围地面沉降的计算

4.3.1分层总和法的计算模型

4.3.2基坑降水引起地面沉降的计算

§4.4沉降控制

§4.5小结

第五章基坑降水的优化设计

§5.1引言

§5.2最优化设计的数学模型

5.2.1设计变量

5.2.2目标函数

5.2.3约束条件

5.2.4最优化问题的解法

§5.3工程应用

§5.4小结

第六章结论与展望

参考文献

致谢