深层承压水降水引起地层沉降的多工况数值模拟

基于上海某地铁换乘枢纽地下综合体工程背景,借助Geo Studio2007岩土工程有限元数值分析软件,针对上海地区第二层承压水降水及其引起的地层沉降进行数值模拟,考虑了两种降压井布置方式,设置了原位无基坑、单个基坑和多个基坑三种工况,并对各工况下降水后的地层沉降作了对比分析.研究表明,在对第二层承压水设定相同的水位降深时,三种工况下地表沉降值的相对大小关系随距离降压中心位置的变化而变化;基坑围护结构对于地表沉降存在隔断作用,有利于地表沉降的收敛;降压井的不同布置形式影响着三种工况的最大地表沉降值;对第二承压含水层实施降压,只会在该土层引起压缩变形,其上覆各土层的地层沉降基本相同.本文的研究成果对于软土地区多基坑遭遇深层承压水降水问题具有一定的指导价值和借鉴意义.     

基坑群深层承压水降水及地层沉降的数值模拟

目的研究软土地区基坑群施工遭遇深层承压水的问题,找出降水后的地层沉降规律.方法以上海市轨道交通换乘枢纽汉中路车站为工程背景,基于多层土地下水分布规律,利用岩土数值分析软件Geo Studio2007,对深层承压水降水的现场运行工况进行模拟.结果分析得出基坑群深层承压水降水后水位分布及其引起的地层沉降规律,并与现场实测数据进行了对比验证.结论承压含水层的上覆土层是否发生压缩变形,与含水层上部相邻土层的透水性密切相关;基坑围护结构对于地表沉降存在隔断作用,表现为围护结构两侧地表沉降值呈现突变;相邻基坑围护结构有利于地表沉降的收敛,一定程度上控制了地表沉降;基坑之间地表沉降呈现线性变化的特点.     

非稳定承压水降水引起土层沉降分布规律分析

承压含水层减压降水实质上是一个卸荷过程,其上覆土层沉降可用基于弹性半无限空间Mindlin位移解的推导公式进行计算.分析表明:无限承压含水层非稳定渗流降水时间对土层沉降影响显著;由承压水减压降水引起的土层分层沉降随距地表距离的增加而增大,最大值位于承压含水层顶板处;影响上覆土层沉降的7个参数中,泊松比和承压含水层渗透系数的变化对土层沉降影响很小;上覆土层厚度、承压含水层厚度越大地表沉降值越小;上覆土层弹性模量较小时对地表沉降影响较大,随着弹性模量的增加,其对地表沉降的影响逐渐减弱;地表沉降随单井出水量、承压水水头降深的增大而增加且近似成线性关系;单井出水量、承压含水层厚度、承压水水头降深、上覆土层弹性模量不仅影响地表沉降值的大小,还会影响地表沉降的空间分布.     

天津地区微承压水降水特性初探

根据天津地铁3号线华苑站前期降水试验,对其作用机理进行剖析,指出天津地区各层理微承压水性能差异较大,这与天津地区土层各层理厚度较薄,地层呈“千层饼互状“特性相印证,提出在天津地区对深基坑进行微承压水层的探查、认定和处理对于保证基坑及基底的稳定相当必要。     

深基坑降水过程中的回灌分析

本文以某深基坑降水工程为例,采用Modflow对其回灌进行的模拟分析,并将计算结果于实测结果进行对比分析。讨论了用Modflow进行回灌分析的可行性。并探讨了回灌井对降水对基坑周边水位的控制和影响。为同类地质条件下相似基坑工程的降水方案设计提供依据。     

城市地铁深基坑降水回灌施工技术

济南市轨道交通R2线1期土建施工3标段闫千户站基坑工程面积大、深度深、周边环境复杂。为确保施工安全,应用了一种全新的降水与回灌同时进行的施工工艺,根据地质情况对降水和回灌进行合理布设,并运用到城市地铁工程实践中,取得了很好的效果。     

高承压水基坑降水对周边环境的影响分析

通过工程实例数据,运用模拟手段研究在基坑内降水的同时增加止水帷幕长度并超出降水井过滤器底部一定深度,形成悬挂隔水帷幕时对地表沉降及周边环境的影响.结果表明:随悬挂隔水帷幕长度的增加,坑内总涌水量显著降低,地表沉降量渐小.研究结果对实际工程具有较好地参考借鉴作用.     

基坑潜水及承压水降水引起的地表沉降计算方法研究

为了预测潜水与承压水并存的基坑降水引起的地表沉降,通过运用有效应力原理、渗流理论及土体沉降理论,推导一种新的基坑降水引起的地表沉降计算方法。根据降水引起附加应力机理的不同,将沉降计算分成3个部分。分别计算减压降水及疏干降水产生的附加应力,根据所得附加应力推导基坑降水产生的地表沉降计算公式,再利用叠加原理,修正分层总和计算,得出沉降的最终计算公式。通过对工程实例进行计算,结果表明:降水引起的地表沉降最大值达到61.83 mm,距减压井中心30 m处仍有24 mm沉降;且计算值与实测值相差不大,可见此计算公式的合理性。     

中深层砂岩热储回灌井参数优化模拟

砂岩热储回灌对于地热能源的高效利用和土壤环境的保护具有重要的意义。华北地区中深层孔隙型砂岩地热回灌效率低下,回灌参数优化不准确,需要对中深层砂岩热储回灌井参数进一步优化研究,提升回灌效率。因此开展有关中深层砂岩热储回灌井参数优化模拟的研究尤为重要。建立了基于CMG-STARS的华北地区砂岩热储定向井的回灌与采出模型,分别研究了完井方式、单日回灌量、水层厚度比及采灌井径对地热回灌效率的影响,并分析优化中深层砂岩热储的回灌井参数。结果表明：完井方式是影响回灌效率的最主要因素,依次是单日回灌量、采灌井井径、水层厚度。为提高回灌效率,通过模拟研究优选出参数方案为表皮系数的最佳数值为0和5,单日回灌量在1 600 m³左右,采灌井径为215.9～241.3 mm,水层厚度比为0.33～1。结合造井成本因素,采灌井型选用“一定向井”回灌“一定向井”生产模式,其回灌效率明显高于“一定向井”回灌“一直井”生产模式。     

回灌条件下垃圾渗滤液水头动态变化规律

建立了回灌条件下垃圾渗滤液水头动态变化的模型，并用分离变量法对该模型进行了解析求解，对解进行了分析讨论，分析结果表明：水头的变化趋势大致为一抛物线，在抛物线顶点处达到最大，在一定的时间范围内，时间越长，其压力水头变化越明显。压力水头动态变化表明了通过填埋场回灌渗滤液水头的动态变化，可以短时间内使垃圾渗滤液中的有机污染物得到有效去除。其解可为垃圾填埋场渗滤液控制系统的设计和管理提供科学的理论依据和技术支持，对于城市垃圾填埋场渗滤液的处理具有一定的指导作用和工程实用价值。     

深基坑降水-回灌系统的最优化设计与应用

根据镜像与叠加原理推导出承压完整降 灌井群耦合作用下的水位线方程.在此基础上，提出以基坑及周边环境容许变形为主要约束条件的深基坑降水 回灌系统最优化设计方法，并结合某地铁车站深基坑工程，阐述了优化降水、回灌井点数量及其布置位置的求解过程和方法.结果表明，所建优化设计方法不仅能够保证基坑周围建筑物的安全和降水工程的顺利进行，而且可以降低工程造价，对同类工程具有一定参考价值.     

双层地基基坑降水-防渗-回灌耦合模型沉降控制研究

针对双层复合地基基坑降水过程中极易引发地基渗透破坏和基坑周边建筑物沉降等问题,为真实模拟现场双层地基三维渗流条件,自行研制了室内大型渗流试验装置,开展了双层地基基坑降水-防渗墙防渗-回灌井回灌的耦合模型试验.试验表明,相对于降水-防渗条件,增设回灌后,基坑外上排测压管水头抬升近10.7%,下排测压管水位抬升约3.1%;各测压管外侧水头比内侧平均高出约2.75%,说明在基坑降水-防渗的同时进行坑外回灌可以有效地提高基坑外回灌井底端土层以上区域的水头高度,减小基坑外建筑物的沉降.运用FLAC3D软件对坑外沉降进行数值计算,进一步印证了模型试验中降水-防渗-回灌耦合模型对沉降控制的效果.相关研究成果对复合地基降水过程中的渗透变形及地基沉降控制有一定的参考价值.     

承压水地层悬挂止水帷幕坑内降水引起地表沉降解析

在含水层厚度较大时,从经济性考虑通常采用悬挂式止水帷幕降水。文章基于构建深基坑墙-井渗流系统,将降水引起的作用力等效为施加在上覆土层和承压含水层交界面处的附加力,引入Mindlin位移解,提出悬挂式止水帷幕条件下深基坑群井降水引起的地表沉降计算公式,适用于止水帷幕插入比大于0.6且抽水井插入深度相对较短的情形,探究了止水帷幕插入比、基坑内水头降深、基坑半径与承压含水层厚度之比对地表沉降值的影响。研究结果在合肥某高铁站站房工程承压水地层深基坑降水问题中得到较好的实际应用,为其他类似工程降水方案优化提供了参考。     

忻州市年降水规律分析

分析了忻州市87处雨量站近50年实测系列降水资料的均值、年际变化及年觋内分配,揭示了其变化规律,为科学防汛减灾提供了依据.     

二元地基基坑降水结合悬挂式防渗墙及回灌一体化技术

通过构造基坑降水三维概化模型,利用有限元软件FLAC3D分析悬挂式防渗墙和回灌对基坑坑外的水头和地面沉降影响,主要将基坑直接降水工况、设置防渗墙的基坑降水工况和设置防渗墙及回灌井的基坑降水工况进行对比分析.分析结果表明防渗墙和回灌井,可明显提升坑外水头,有效降低了坑外沉降,减小软土层的单位沉降值,对粉砂层和细砂层的单位沉降值影响很小.同时,对比三种工况下的倾斜比,说明了距离防渗墙与回灌井越近,不均匀沉降越小.     

碳酸盐岩裂缝热储回灌水渗流规律影响因素

回灌措施是解决地热水下水位下降,实现地热资源的可持续利用的重要技术措施。然而,目前碳酸盐岩裂缝热储回灌开发中存在回灌水渗流规律不明确,回灌开采模式不清晰、回灌水在碳酸盐岩热储中渗流规律复杂、回灌水如何在裂缝和溶洞中渗流及回灌水的注入方向与裂缝的发育方位之间关系认识不明确等。因此,针对目标碳酸盐岩裂缝热储储层孔隙结构特征,采用微观裂缝刻蚀模型和胶结裂缝平板模型,研究了回灌水的注入速度、注入方向和井网方式对其微观渗流规律影响。回灌微观渗流实验表明：在微观刻蚀模型中,当裂缝方位为90°、注入速度为0.04 mL/min时,回灌水的波及面积最大。提高回灌水的注入速度与增加裂缝方位角度,可以提高碳酸盐岩裂缝热储地层中的回灌水波及面积。在微观刻蚀可视化实验的基础上,利用碳酸盐岩裂缝热储胶结物理模型,研究了回灌水注入的温度场变化情况。温度场显示的波及面积与回灌水的渗流路线与微观刻蚀平板中的基本一致。     

深层承压含水层人工回灌条件下地下水中硝酸根的衰减

 收集了某地深层承压含水层人工回灌从2012 年8 月13 日至2013 年1 月16 日的水质数据,研究了回灌过程中地下水中NO₃^- 的衰减。在深层承压含水层中,硝酸根的衰减主要受反硝化作用的影响。讨论了pH 值、电子供体、温度、溶解氧等影响因素,结果表明,在本次回灌过程中,pH 值、电子供体对NO₃^- 的衰减基本没有影响,硝酸根衰减主要受到地下水水温及溶解氧的影响。回灌过程中,由于地下水水温逐渐下降,溶解氧质量浓度逐渐上升,NO₃^- 衰减半衰期经历了一个先保持稳定而后迅速上升的过程。     

煤层下伏岩层采动变形规律及承压水突水机理研究

煤层底板突水是华北区域煤矿事故的最主要原因.基于肥城矿区地质条件,应用FLAC3D软件和岩石力学电液伺服系统分别对开采煤层下伏岩层移动变形规律、岩体的渗透特性、岩体在渗流场作用下的变形破坏特征等方面进行了深入研究,分析了水体上煤层开采突水机理,为确定高突危险水体上煤层的安全开采技术与工艺奠定了理论基础,具有十分重要和深远的意义.     

变电站雨水回灌技术研究

变电站雨水回灌技术研究是针对长期困扰变电站建设和运行中雨水外排问题的一项新兴的研究，在充分考虑到实际工程应用的前提下又根据各地的地质条件采取不同的方式将变电站雨水回灌地下。在节约投资的前提下又改善了生态环境。