基坑降水中非稳定井流计算

本文针对井点降水方式下的基坑渗流场状态,推导出了干扰井群变流量非稳定井流公式,并应用于实际工程中。     

分级放坡结合内外降水井幕系统基坑支护技术

根据场地周边情况及基坑深度,某工程基坑支护拟采用分级放坡结合内外降水井幕系统。文章根据JGJ 120—99《建筑基坑支护技术规程》中对潜水型非完整井的基坑涌水量计算公式进行计算,确定了降水井数并进行了分布设计,同时对天然分级放坡开挖的剖面进行了设计。     

西安地区黄土基坑降水试验及地面沉降分析

通过对西安黄土梁洼地区进行基坑降水试验,用潜水完整井稳定流理论分析抽水试验过程,获得其水文地质参数,研究降水过程中渗透系数、基坑总出水量、降水影响半径等的变化特性,在此基础上计算、分析其水位降深和沉降变化规律,为西安地区的基坑降水设计与施工提供依据。     

地铁车站超深基坑工程大口径管井降水的设计与施工

结合济南西客站地铁6号线基坑工程,介绍了大口径管井降水在超深基坑工程中的应用,通过现场抽水试验,依据抽水量、水位降深与抽水延续时间的关系,运用潜水稳定流非完整井理论,综合分析试验成果并计算,从而获得了工程场地渗透系数,为工程降水方案的确定提供了水文地质参数;在此基础上细致地介绍了工程降水方案、降水井的设计和施工工艺。最后通过对基坑土质干湿状况,管井出水含砂量以及邻近建筑物的沉降、位移的监测,验证了采用大口径管井降水方案在深基坑工程中的应用有效可靠。     

潜水层基坑降水引起地表沉降试验与理论研究

为研究基坑内外含水层未完全隔离条件下基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降变化机制,以深圳地铁综合枢纽基坑工程为研究实例,选取深圳典型潜水地层,采用模型试验方法,结合理论分析,揭示潜水地层不完整井降水有效影响深度和坑外土层孔隙水压变化规律,分别提出不完整井降水有效影响深度、坑外水位变化曲线和绕渗区划分计算公式。基于提出的理论公式,研究提出基坑外地表沉降简化计算方法,理论计算地表沉降曲线变化趋势与试验结果基本吻合,但理论结果偏于保守,因此进一步利用绕渗区渗流作用原理对简化方法进行修正,有效提高了理论计算精度,分析对比现场监测数据,结果表明该方法具有较高的工程实用价值。上述研究成果可为类似潜水地层基坑工程降水设计、施工提供参考。     

任意排列的承压-潜水完整型干扰井群计算理论及应用

井点降水是深基坑和地下构筑物施工中常用的降低地下水位的方法。稳定流理论作为非稳定流理论的特例，在干扰井群计算中应用较广泛。在具体的水文地质条件下，干扰井群经常被概化为一个水文地质模型，进而构成相应数学模型。基于稳定流理论，建立了地下水动力学模型，引入势函数和势的迭加原理，考虑所有任意排列的抽水井对所求点的水位降深影响，以及不同含水层的不同渗透系数，推导了任意排列的承压．潜水完整型干扰井群的理论计算公式。结合具体工程实例，应用所推导的计算公式，得出的降水计算结果，与实际降水结果吻合良好。     

不同边界条件下非完整井抽水试验渗透系数计算方法研究

在实践中经常会遇到比较复杂的水文地质条件,或者裘布衣假定不成立,或者计算太过复杂,现有的规范、手册等未给出这些条件下稳定流抽水试验渗透系数的求解公式。为此,本文运用汇源理论和镜像法,结合具体工程实践,推导了在无限厚含水层和不同边界条件下非完整井稳定流抽水试验渗透系数的计算公式,通过工程勘察实践验算,验证了计算方法和公式的合理性。     

深基坑坑内多管井降水涌水量计算的分析与思考

在潜水地层中的深基坑均采用系统的多管井降水,其涌水量计算却使用潜水完整井或非完整井大井法公式计算,这既存在原理上偏位,也存在计算结果的差异。通过工程计算实例,文章对深基坑内多管井降水按群井涌水量计算公式的建立给予梳理,说明其应用,并作分析。     

二元结构含水层悬挂式帷幕深基坑降水计算方法研究

帷幕结合基坑内降水的方案是深基坑工程中地下水控制的主要趋势,而至今业内对悬挂式帷幕降水条件下的设计尚无统一的计算方法。本文以汉口长江I级阶地某基坑工程为实例,基于二元结构含水层特点,提出了承压—无压条件下的修正大井法,并分别运用修正大井法、半封闭承压含水层非稳定流半解析法和数值模拟等方法,对不同帷幕深度条件下基坑涌水量和降深进行了计算,并开展对比分析。研究结果表明:承压—无压修正大井法较其它大井法更能刻画二元结构基坑降水帷幕的实际作用;半封闭承压含水层非稳定流半解析法在小程序辅助下,可实现水位降深的计算,且与数值解吻合度较高,可满足此类基坑降水设计的便捷计算需求。     

完整井定降深抽水非稳定流水位流量近似解

为分析无限承压含水层单完整井定降深抽水引起的非稳定井流问题,针对轴对称完整井非稳定流微分方程,将井径的影响考虑在模型的边界条件中,采用Boltzmann变换,推求得到在无限承压含水层中单完整井定降深抽水情况下,水位和流量的近似解。将近似解与已有的解析解进行对比,发现近似解与已有的解析解相对误差在15%以内,而且所得到的近似解在计算中更简便,更适合应用于工程实际。实际案例应用表明,所得到的水位和流量的近似解与实测数据拟合程度较高,验证了所推求近似解的适用性。     

考虑非均匀表皮效应的承压稳态井流差分解

鉴于现有的井流模型理论通常将竖井井周的表皮层视为各向同性、厚度竖向均匀分布,与工程实际不符合,其对承压层水头降和竖井产能的计算和分析产生较大误差,笔者考虑了井周表皮层非均匀分布、竖向越流作用和承压层各向异性,建立了相应的承压含水层地下水稳态井流模型,采用有限差分方法,将三维渗流偏微分方程转化为矩阵微分方程,通过矩阵理论求得承压层渗流数学模型的半解析解。应用数学软件编制程序,将得到问题解应用于实例分析,结果表明:承压层表皮层扰动区半径、渗透系数及其竖向分布形态对承压层水头降及竖井产能都有明显的影响。     

考虑潜水的三维地下水流半解析数值方法

现有地下水半解析数值方法不能应用于潜水含水层的地下水流问题。为此,基于Neuman模型提出了潜水非稳定流的半解析数值求解格式,利用伽辽金法与正交解析函数族推导了解耦形式的加权余量方程式。在编制Fortran计算程序实现数值求解的基础上,利用已有解析解验证了方法及程序的正确性,计算结果很好地反映了潜水完整井流具有的三维流动特性及潜水面滞后反应效应,而且当忽略给水度时,该方法可以退化为针对承压含水系统的已有成果。数值算例表明,半解析数值方法适用于模拟包括潜水含水层、承压含水层及弱透水层的多层结构含水层系统的地下水流问题,能够为可概化成层状含水系统的地下水开采及地面沉降等问题中三维水流模型的高效计算提供途径。     

考虑承压含水层间越流的地下水回灌现场试验研究

当场地存在多层层间有一定水力联系的承压含水层时,基坑内降水可引发基坑止水帷幕墙底以下的承压含水层的水头下降,并相应引起坑外多个含水层水位降低,若对所有层进行回灌则将导致成本大幅提高,此时可对某一层回灌,通过越流对其他含水层进行水位补给。通过在天津地铁某车站基坑所在场地开展抽水试验、单井回灌试验、先抽后灌试验对基坑内外的水力联系、不同含水层间的水力联系和隔层回灌的效果进行了研究。结果表明,由于各含水层间之间有一定水力联系导致竖向越流补给较强,基坑内疏干降水可引起坑外承压含水层水头下降并引起坑外地层沉降。对基坑外第Ⅰ微承压含水层进行回灌可有效对其上部潜水层和下部第Ⅱ-1承压层的水头起到抬升作用,通过隔层回灌从而控制其水位下降导致的坑外沉降。对第Ⅰ承压含水层进行回灌对基坑外第Ⅱ-2承压层水位抬升也有一定的作用,但是尚不足以使其因基坑内降水引起的坑外水位下降值完全恢复,建议结合设置此层的备用回灌井以控制其水位下降。     

上海第⑨层承压水的短滤管减压井试验研究

上海第二、第三承压水降水及其导致的环境沉降是目前深层地下空间开发中的技术难点,采用短滤管减压井可以增加滤管底与截水帷幕底之间的高差,有助于控制坑外降深和沉降。在上海张江硬X射线工程现场,采用气举反循环工艺成井,进行了不同滤管长度减压试验井的现场抽水试验,对不同滤管长度下减压试验井产生的第二、第三承压含水层的降深进行比较。试验表明,短滤管减压井能较好地控制第三承压含水层降深。试验成果得到了设计采用,对类似工程设计具有一定的指导意义。     

库水位下降时库坡浸润线的计算及改进

库坡浸润线计算的准确性直接影响到坡体的稳定分析和工程治理.将库坡浸润线的求解简化为一维非稳定渗流问题,可以得到库水位等速下降时的浸润线解析解.通过对解析解曲线的拟合,得到了便于工程应用的简化计算公式.借助有限元模拟方法,对简化计算公式进行修正,并通过室内模型试验对修正公式进行了验证.结果表明,试验值与公式计算值较为吻合...     

地下水地源热泵回灌分析

推导了地下水地源热泵地下水渗流理论降深解,分析了无堵塞和考虑堵塞时地下水地源热泵异井回灌和同井回灌状况。无堵塞各向异性均质含水层中地下水地源热泵的灌压随着水平渗透系数的减小而急剧增加,渗透系数大小是回灌难易程度的决定因素。抽灌同井抗堵塞能力优于完整井和非完整井。水井堵塞显著增加地下水地源热泵的灌压,回扬对于减小系统灌压大有益处,尤其是对于回灌困难的系统。无论有无堵塞,对于同一含水层如果采用传统的异井回灌地下水地源热泵,从回灌效果来说均应优先考虑采用完整井的地下水地源热泵。     

Characterization of geochemical constituents and bacterial populations associated with As mobilization in deep and shallow tube wells in Bangladesh

While millions of people drink arsenic-contaminated tube well water across Bangladesh, there is no recent scientific explanation which is able to either comprehensively explain arsenic mobilization or to predict the spatial distribution of affected wells. Rather, mitigation strategies have focused on the sinking of deep tube wells into the currently arsenic-free Pleistocene aquifer. In this study, Bangladesh shallow tube wells identified as contaminated and uncontaminated, as well as deep tube wells, were analyzed for geochemical and in situ microbiological composition. Whereas arsenic was detected in all Holocene aquifer wells, no arsenic was found in wells accessing the Pleistocene aquifer. Bacterial genera, including Comamonadaceae, Acidovorax, Acinetobacter, and Hydrogenophaga, associated with tolerance of high arsenic concentrations, rather than dissimilatory Fe(III) or As(V) reduction, were identified in shallow tube wells, indicating that mobilization may not occur at depth, but is rather due to drawdown of surface contaminated water. Deep tube wells contained microbes indicative of aerobic conditions, including the genera Aquabacterium, Limnobacter, and Roseomonas. It is concluded that through drawdown of arsenic or organic matter, further utilization of the Pleistocene aquifer could result in contamination similar to that observed in the Holocene aquifer.     

热负荷对同井回灌地下水源热泵的影响

模拟研究了热负荷对同井回灌地下水源热泵抽水和回灌降深、抽水温度和热影响范围的影响。研究发现,随着抽水流量的增加,抽水和回灌降深绝对值增加,抽水温度降低;对于易于出现热贯通的含水层,在条件允许的情况下应采用小抽水温差和大抽水流量。     

井点降水方案设计与施工研究

在潜水层埋藏较浅、含水层厚度较薄的情况下,研究了浅基坑井点降水方案的设计,结合工程实际地质情况,从开挖深度和井点布置两方面分析了施工要点,总结了实施经验,具有一定的参考意义。     

未穿透覆盖层的自流井渗流模型与解析解

针对未打穿覆盖层的泉水井抽水引起下卧承压地下水渗流问题建立了数学模型,应用Laplace-Hankel变换及其逆变换求解得到定水头边界条件下承压层水头降的解析解。通过算例分析了承压含水层水头降发展和分布规律以及影响因素,结果表明:阻越流系数对承压含水层的水头降速率和幅度均有明显的影响,阻越流系数越小,承压水头下降的速率和幅度值都越小,且水头降越快达到最大值和稳定流状态;靠近承压含水层顶面水头降最大,随着深度增加而减小,距井越近水头降沿厚度分布越不均匀;承压含水层各向异性对抽水引起的水头降影响较大,K_r/K_v越小承压水头下降的速率和幅度均越大;承压含水层的宽度和厚度均对水头降有很大影响,宽度越大,水头降越明显,而厚度越大,水头降越小。