深基坑减压降水引发的地面沉降效应分析

上海地面沉降近年呈现出不均匀性特征,深基坑减压降水等工程活动是其主要原因之一.根据某地铁车站深基坑工程减压降水和地质环境监测结果,分析了深基坑工程的地面沉降效应.研究表明,减压降水是导致基坑周边地面沉降的主要因素,浅层地下水回灌可作为地面沉降控制的有效措施,而基坑围护与工程降水一体化设计是未来工程性地面沉降防治的重要方向.该研究成果可为工程性地面沉降防治提供科学依据和实践指导.     

泰斯公式在软土地区管井降水中的应用

在软土地区,深基坑工程施工过程中经常会遇到地下水,由于地下水的存在,给正常施工带来许多问题.这时,必须降低地下水位.运用地下水动力学的有关原理,从工程实际出发,阐述了工程降水的基本理论和方法,诠释了泰斯公式在软土地区管井降水工程中的应用条件和环境,并应用于工程实际,运用泰斯公式预测管井降水时地下水水位降深的方法有效性较强,收到了较好的效果.     

傍河深基坑降水技术研究

以首钢迁钢生活小区2、4号基坑降水工程为例,针对傍河深基坑具有靠近补给源及含水层厚度大且渗透性强等特点,从降水方案选取、降水设计、降水井施工、对周边的建筑和地下水影响及采取的措施等几个方面,对傍水深基坑降水技术进行了研究,以期为该区域及类似工程提供借鉴和参考。     

复合含水层地区深基坑降水三维渗流场数值模拟--以上海环球金融中心基坑降水为例

长江三角洲分布有巨厚、松散的第四纪沉积层,地下含水系统为一复合含水层系统,深基坑降水一般采用非完整井,且由于深基坑周围连续挡水墙难以深入含水层底板,所以其地下水渗流场变化极其复杂,具有明显的三维流特征。本文以上海环球金融中心深基坑降水为例,采用数值模拟方法,模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达149m、基坑周围挡水连续墙埋深达34m、基坑内地下水位降深达26m的情况下的地下水三维渗流场特征,并以此为据确定出了该基坑降水的最优化方案。     

地铁车站深基坑工程降水设计与研究

本文论述对象是郑州火车站复杂周边环境条件、复杂地质条件下的地铁深基坑降水工程。对地铁深基坑降水设计进行了基坑涌水量计算、单井涌水量计算、降水井数量计算、任意点地下水降深计算,并且采用反分析方法进一步反证和调整了降水井数量和分布,对降水井施工提出了技术要求。既保证了地铁深基坑正常施工,又达到了基坑周边建(构)筑物安全和正常使用的目的,可为类似工程降水设计及施工提供参考和借鉴。     

长江三角洲地区深基坑降水与地面沉降模拟预测耦合模型研究

长江三角洲地区深基坑降水复杂,且极易引起地面沉降地质灾害问题,传统的基于地下水动力学原理的解析解模型(Theis公式或Dupuit公式)已难以满足降水设计模拟计算的需要,尤其是无法预测降水引起的地面沉降问题,深基坑降水与地面沉降耦合模型将地下水渗流模型和土体应力-应变模型耦合起来,可根据基坑地下水位的控制要求,同时模拟计算出降水井的布局、各井的开采量和地面沉降量。据此确定出的基坑降水方案既能满足地下水位的控制要求,又能对降水引起的地面沉降进行最优化控制。     

基于基坑降水优化设计的地面沉降数值模拟

深基坑降水引起的地面沉降给工程和周边环境带来很大的危害,以天津地铁 XX站深基坑为例,通过使用有限差分模拟软件Processing Modflow建立三维地下水渗流场与地面沉降耦合模型,利用抽水试验数据反演识别场区的水文地质参数,对基坑降水对周边环境的影响进行预测。结合施工要求,本着在规定时间内用最少的抽水量完成降水要求,并对基坑周围造成的环境影响最小的原则,对基坑降水进行优化设计。     

基坑工程降水渗流场特性分析

基于Biot固结理论和Terzaghi有效应力原理,采用有限元法对深基坑工程降水渗流场进行应力场与渗流场耦合的数值模拟。结合南京九华山隧道基坑工程降水实例,分析了基坑降水水位线的形状、流速分布及地表沉降规律;比较了降水井不同布置、井深对基坑渗流场及周围地表沉降的影响,其结果有助于进一步了解地下水与土体相互作用机理,并为基坑工程降水井的设计提供可靠的指导。     

深井降水对支护结构土压力的影响

在目前深基坑开挖过程中,一般要采用降水措施以保证基坑干燥,便于施工。基坑降水会引起基坑内外地下水渗流,地下水状态随之改变,同时也会引起土的物理、力学性质的改变,直接影响作用于支护结构上土压力的大小。传统的水土合算和水土分算是两种极端的处理方式,在基坑降水过程中,根据具体土层选择适当的降水模型,并考虑渗流的影响,对挡土结构的设计具有重要意义。     

华润凤凰城深基坑降水方案设计

降水工程是基坑工程中的一项临时工程,若设计与施工不当易产生流砂、管涌、坑底隆起、边坡失稳、坑壁坍塌等事故。本文针对成都华润凤凰城所在区域地下水的特点,对其深基坑降水采用管井降水方案。经计算,基坑中最大降水点的降深为6．64m,大于设计的6．5m,说明基坑中任意点的降深深度均满足降水设计要求。该方案经济合理,在施工中取得了良好的效果。     

深基坑降水三维变参数非稳定渗流与地面沉降耦合模型

为了精确模拟预测松散沉积层中深基坑降水引起的地下水渗流场和地面沉降的变化特征,考虑土体孔隙度、渗透系数、储水率随地下水位下降发生的动态变化,建立了深基坑降水三维变参数非稳定渗流与太沙基一维固结理论的地面沉降耦合模型,并采用有限元数值分析方法对模型进行求解。以南京地铁三号线浦珠路站深基坑降水为例进行模拟计算。结果表明：采用15口坑内抽水井,抽水井过滤器埋深为22.0～37.0 m,基坑围护连续墙底部埋深至41.5 m为最优降水方案;不仅使基坑内地下水位满足开挖要求,又使基坑外地面沉降在控制范围内。经验证,所建立的模型合理,计算结果可靠,研究理论用于模拟预测此类地区深基坑降水引起的地下水流场变化具有较高的可信度。     

Numerical modeling of groundwater inflow from a confined aquifer into Sangan open pit mine,northeast Iran

Numerical models are useful in the evaluation of the interaction between groundwater systems and mining activities. They can be successfully used to predict the quantity of inflow into open pits and to design an appropriate dewatering system. In this paper, a two-dimensional axi-symmetric finite element model called SEEP/W has been used to predict the groundwater inflow into Sangan open pit mine (anomaly north C). The Sangan iron mine is located at 280 km south-east of Mashhad, Iran, in arid and warm climate conditions wherein precipitation is generally limited. The water inflow to the pit is mainly from a confined aquifer, mainly by horizontal flow in the upper layers and vertical flow at the pit bottom. The results of the numerical model of the ground water inflow are presented and compared with those obtained from Theis, Cooper-Jacob and Jacob-Lohman analytical solutions. Ground water inflow monitoring was also carried out in a trial excavation at the Sangan mine in order to calibrate the model. The model was then used to predict groundwater inflow into Sangan open pit mine during its advancement. This model provides valuable information for designing an appropriate dewatering system.     

二维各向异性岩土介质中渗流分析的等参有限元方法

为了建筑环境的保护,软土地区基坑围护中的坑内降水与坑外水位保持常是一对矛盾的课题.而坑内外的水位差,极易形成止水结构两侧的渗流运动.对饱和各向异性、水平延伸、厚度大致相等、且存在一、二类边界时的承压含水层中的承压水二维非稳定流渗流问题,本文推导出了二维、各向异性渗流等参有限元方程,用以进行基坑围护止水结构附近渗流场分析,并给出了算例.     

安徽马鞍山高村采场矿坑地下水疏干预测

根据马鞍山高村铁矿露天采场矿区地质及水文地质特征,对矿区的基岩裂隙地下水系统进行概化。结合高村采矿场历史疏干资料和观测孔的地下水动态观测资料,建立了矿区地下水水流模型。然后按照露天采场的开采计划,论证矿坑地下水疏干对策,分别对2个开采规划期进行地下水疏干预测,为安全开采和经济有效地防治地下水提供设计依据。     

基于浅层地下水回灌的基坑工程沉降防治分析与计算

采用下负荷面剑桥模型,联合渗流方程,建立土-水完全耦合平衡方程计算模型,探讨浅层地下水人工回灌在基坑工程降水过程中抑制基坑周边地面沉降的作用,并以邻近上海地铁一号线的淮海中路3号地块基坑降水为例,对基坑工程实测沉降和回弹数据进行数值拟合,理论结果与实际数据吻合。本方法对基坑工程地下水回灌防止地面沉降有一定参考指导作用。     

软土狭长深基坑抗隆起破坏模式试验研究

针对软土地区基坑底土层为饱和软黏土的情况,设计了狭长深基坑的抗隆起离心模型试验,分析不同开挖深度和水位条件下的基坑围护墙弯矩、土压力分布、水平位移以及基坑隆起稳定破坏机制。基于离心模型试验的基本参数和工况,建立了有限元数值模型,分析试验工况基坑的抗隆起稳定性与破坏状态,并进行对比验证。试验结果表明：随着开挖深度和坑外水位的增加,坑底软土层产生向上的隆起变形,当隆起变形较大时,围护墙由于坑内土体侧向约束的减弱,底部产生较大的向坑内的水平位移,同时导致支撑轴力增大,基坑最终表现出围护墙绕某道支撑点向坑内的转动踢脚破坏。数值计算结果表明：随着坑外水位的升高,基坑抗隆起稳定性安全系数逐渐减小,当发生抗隆起稳定破坏时,基坑底产生较大的隆起位移,破坏机制与离心模型试验结果相同。     

地下水水位预测在深基坑工程中的应用

通过地下水水位预测,能够确定从降水井合笼到基坑开挖时的日期,开挖速度,可调整降水井的布局,确定最佳降水方案。结合工程实例,阐述地下水水位预测在基坑降水方案设计中的应用,具有较好的实用价值。     

地下水水位预测在深基坑工程中的应用

通过地下水水位预测,能够确定从降水井合笼到基坑开挖时的日期、开挖速度,可调整降水井的布局,确定最佳降水方案。结合工程实例,阐述地下水水位预测在深基坑降水方案设计中的应用,具有较好的实用价值。     

Development of drain hole design optimisation: a conceptual model for open pit mine slope drainage system with fractured media using a multi-stage genetic algorithm

High rainfall in equatorial regions leads to high groundwater levels or pore pressures and a high risk of landslides on the slopes of open pit mines, hindering mining operations. To lower the groundwater level surrounding a slope, a drainage system is needed. A drain hole is a part of a drainage system which utilises gravity to drain groundwater. Drain hole installation in fractured media requires the determination of the number, location, length and other parameters of the drain holes. Drain holes are frequently installed in uniform configurations or in layouts with uniform spacing, which are often ineffective and uneconomical, as some holes are not in the right positions or directions within the fractured media. This paper attempts to develop a conceptual model of an optimised configuration of drain holes by setting the drain hole parameters, or decision variables, such as number, location and length, in such a way that it produces the most effective and efficient outcome by maximising groundwater lowering and minimising cost. The optimisation is supported by the multi-stage genetic algorithm method in combination with a groundwater simulator, hereafter called the multi-stage GWSim-GA SO method. The procedure of the conceptual model will be further developed and used as a framework in the groundwater management of fractured media of an open pit mine slope.