承压含水层井流-盖层弯曲效应的解析理论

指出承压含水层盖层的弯曲变形与开采井周围的径向地下水运动存在相互作用, 而这一效应在传统的井流理论中没有被认识到.通过引入弹性薄板理论, 建立了无越流的承压含水层井流-顶板弯曲效应的解析模型, 同时考虑了含水层和水的压缩性, 结果表明Theis井流方程给出的抽水降深偏小.在此基础上推导了有越流承压含水层井流-盖层弯曲效应的偏微分方程, 求出了解析解, 并与传统理论的结果进行了对比, 表明Hantush-Jacob公式计算的降深也是偏小的.在抽水井附近和抽水初期, 传统理论可能导致显著的相对误差.      

抽水试验确定承压含水层参数方法探讨

地下水资源评价与地下水可开采量计算,需要对地下含水层组参数进行分析确定。本文结合鲁北地区两个地下水水源地采用抽水试验确定承压含水层水文地质参数的实践,探讨定流量(单孔或多孔)抽水试验确定含水层参数的可行性,并对定降深抽水试验确定水文地质参数方法进行了探索。     

基于解析法和数值法的非稳定流抽水试验参数反演

含水层的水文地质参数是进行地下水资源计算、地下水污染防控等所必需的基础数据,结合数值模拟技术进行含水层参数反演很有必要.按照1:5万水文地质调查规范在江汉平原仙桃市杨林尾镇复兴水厂不同含水层位开展抽水试验,包括深层含水层单孔抽水试验以及浅层含水层中群孔(2孔)抽水试验.对于单孔抽水试验,应用第1类越流系统井流理论进行参数反演;对于群孔抽水试验,推导了特定综合井函数,并利用特定标准曲线匹配法和直线图解法求解了含水层参数.随后利用FEFLOW软件建立了相应数值模型,拟合了含水层参数.结果表明:浅层含水层的渗透系数变化范围为21.66~54.00 m/d,贮水率变化范围为1.28×10-5~8.00×10-4 m-1;深层含水层渗透系数变化范围为1.27~7.00 m/d,贮水率变化范围为3.90×10-6~5.00×10-6 m-1.对于深层承压含水层而言,越流补给量较大.采用数值模拟方法结合抽水试验数据求参,综合考虑了含水层结构,拟合效果好,所得结果更加可靠.      

扇环承压含水层的s_1—lgt求参方法

实际抽水试验暴露出了环状承压含水层的特点,本文依据作者1987年提出的扇环承压含水层扇顶井流模型,以及1988年提如的非均质效应假定,通过数学推导得出了在不同抽水阶段的降深解析式,又通过数值模拟归纳出了其三种s_1——lgt过渡曲线类型,最后以此s_1——lgt曲线特点及非均质效应临界降深(s_c),建立了环状非均质含水层的s_1——lgt求参方法,并应用它较好地解决了海泉含水层的实际求参问题。     

确定含水层参数的全程曲线拟合法

含水层参数的确定是地下水资源评价、数值模拟、开发利用与保护以及科学管理的重要基础,抽水试验法是确定含水层参数的主要方法。根据含水层抽水试验的泰斯（Theis）公式,运用优化理论,结合计算机技术,提出利用抽水试验数据确定含水层参数的全程曲线拟合法。该方法充分考虑抽水过程中水位快速下降段、水位缓慢下降段和水位恢复段的观测资料,满足计算水位与实测水位之间的误差平方和最小、计算的水位过程线与抽水过程的实测曲线最佳拟合。实例研究表明,该方法速度快、精度高、求参结果最优,既适用于承压含水层求参,又可推广到潜水含水层求参。     

抽水含水层对非抽水含水层水位影响的效应分析

利用自动水位计记录的抽水试验过程中不同层位含水组之间的动态水位,分析了在抽水试验最初阶段时抽水含水组与非抽水含水组之间的水力联系。研究结果表明:(1)抽水含水层对非抽水含水层存在水位影响效应,在抽水初期,水位影响效应较大;当抽水含水层水位达到稳定或缓慢下降时,水位影响效应随之消失。(2)单位降深水位影响效应显示,上部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越大;下部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越小。(3)利用三维地下水流数值模拟方法和应力应变对含水层水位动态影响的原理对水位影响效应机理进行分析,发现水位影响效应与含水层的固体骨架压缩系数(α)、水体积压缩系数(β)、孔隙度(n)和边界控制系数(Cm)等参数有关。     

某地下空间承压含水层抽水试验及成果分析

由于地下水突涌风险,地下空间在施工作业中有必要通过抽水试验确定承压含水层的水文地质参数。依据勘察报告的初步评价,基坑开挖15.5m时,场地内第⑦1层承压含水层有可能产生突涌,为确保工程安全施工,需开挖前进行承压含水层抽水试验,取得场地承压含水层水文地质参数及降水引起的沉降特征,为地下空间设计和施工提供可靠依据。本次布设抽水井、观测井、分层沉降标组、孔隙水压力观测孔及地面沉降观测点,依据抽水试验技术要求获取渗透系数、抽水影响半径等相关水文地质参数。最后,针对工程场地内承压水情况及特点进行分析,提出基坑开挖时的承压水降压建议方案。     

基于大口径稳定流抽水试验的基坑降水方案设计

正近年来,随着长江沿线城市基础设施建设步伐的不断加快,基坑深度也在不断增加,高水头承压水深基坑问题亟待解决。在勘察过程中,一般采取大口径多井、群井稳定流抽水试验,获取承压含水层准确的水文地质参数,以防止基坑突涌、管涌等事故的发生,这对基坑的安全建设具有重要意义。本文以江阴—靖江过江通道北岸盾构井工程抽水试验为例,开展多井(一抽多观)与群井(多抽多观)承压水稳定流抽水试验,对基坑底部Ⅱ层承压含水层进行研究,     

天津市承压层应力状态及减压引发沉降规律研究

基坑工程中坑内承压水降水引发的坑外土体沉降与含水层土体性质及应力状态密切相关,但在天津地区承压含水层的土体应力状态及其沉降变形规律均缺乏系统地研究。首先通过天津市第一、二含水层组的历史水位变化,分析各含水层组土体的应力状态。再结合2组现场抽水试验,分析了各承压层降水-恢复过程土体沉降变形规律。根据对历史数据的分析表明,受补给关系和自然条件影响,天津市第一含水层组中上部水位变化较小,处于正常固结和轻度超固结状态。而20世纪60～80年代天津市深层地下水由于大规模开采形成了以市区为中心的降深漏斗,造成了严重的地表沉降。80年代后限制开采,天津市区的地下水位得以部分恢复,导致第一含水层组底部和第二含水层组处于严重的超固结状态。抽水试验结果表明,基本处于正常固结状态的第一承压层在抽水-恢复过程中变形以塑性变形为主,处于超固结状态的第二承压层变形以弹性变形为主,在反复降水-恢复中仍然会产生一定量的塑性变形,即当水位恢复时承压层压缩变形并不能完全恢复;受"土拱"作用影响,承压含水层降水引发的土体沉降最大值并不位于地表,而是位于抽水含水层上覆弱透水层附近。     

单井抽水试验的井损消除方法

单井稳定抽水试验是水文地质勘察中取得含水层参数的重要手段之一。依照裘布依水井理论,承压井的降深与流量成正比。但是,在水井动力场中,由于径向流速的不断增大,过滤器的阻力以及三维流等作用,使两者之间往往呈非线性关系,形成不同的涌水量曲线类型,即产生所谓井损。因此,利用单井抽水资料计算含水层参数,首先必须消除井损。单井抽水的井损消除,目前一般采用抛物线方程     

基于变渗透系数的地下水开采-地面沉降三维模拟研究

在地面沉降过程中伴随着土体孔隙率和渗透系数的变化,但在模拟计算中为了降低计算量而忽略其变化,因而在一定程度上造成模拟结果与实际偏离。为了研究地面沉降数值模拟过程中孔隙率和渗透系数变化对模拟结果的具体影响,在Biot固结理论的基础上,耦合了Kozeny-Carman方程,建立了考虑固结过程中渗透系数变化的三维固结模型。以北京平原区的典型含水层结构为模拟对象,分别在考虑和忽略渗透系数变化的情况下进行抽水模拟,发现在考虑渗透系数变化的情况下,抽水后地层的渗透率体现了不均匀变化,在抽水井井壁附近渗透系数有所降低;考虑渗透系数变化下的地表最终形变量大于忽略渗透系数变化的情况;忽略渗透系数变化导致的模拟误差在沉降初期较小且具有继续发展的趋势,中后期较大并逐渐趋于平稳,且这一误差与抽水量正相关,与承压含水层压缩模量和渗透系数负相关,且随着承压含水层厚度的增加呈现先增大后减小的趋势。     

T—a曲线法求承压含水层参数

针对承压含水层抽水试验数据，本提出一种新方法求含水层水地质参数。并附上有关计算程序。     

典型隔水边界非稳定流承压含水层抽水试验研究

隔水边界附近的承压含水层,即半无限区域的承压含水层参数的准确求取对于特定地段的地下水资源量计算具有重要意义。以高密市柴沟镇小于家庄抽水试验为例,详细阐述了隔水边界附近的承压含水层参数求取过程,并对结果进行较为详尽的讨论。     

用定降深井流试验确定均质各向同性含水层水文地质参数的方法

过去最常用的是借助抽水试验测定含水层的水文地质参数。由于在抽水试验过程中,流量比较易于控制,因而通常均采用定流量抽水试验法(或称定流量井流试验法)。但是实践表明,在许多情况下,采用定降深的井流试验,能够达到多快好省地测定含水层水文地质参数的目的。例如,在某些自流盆地中,在某些矿井下,由于井孔所处的位置较低,下部承压含水层中的地下水往往具有“自喷”的特点。如果在这种情况下,先把井口关闭一定时间,     

基于层间位移协调的承压水降压引起土层变形分析

承压水降压引起的地面沉降由含水层、弱透水层和潜水层的变形组成。当承压层降压时间短、弱透水层固结变形较小时,可以假设弱透水层为严格的隔水层。采用层状弹性体系理论,基于位移协调条件分别建立了单井抽水以及第三类基坑工程降水（隔水帷幕插入降水含水层）引起的土层变形分析模型,与数值模拟和现场抽水试验结果的对比,验证了文中方法的正确性。研究结果表明,上覆土层弹性参数变化对地表变形的影响可以忽略;抽水井附近的土层变形呈现“上小下大”特点,一定距离以外含水层与地面沉降大致相等,根据承压含水层降深要求,可估算出基坑外的水位降深。     

深基坑承压含水层抽水试验及控制运行研究

为降低深基坑工程设计与施工风险,对东门口站现场实际水文地质情况进行不同工况的抽水试验,取得场地准确水文地质参数(承压含水层)。该抽水试验指导进行基坑突涌性评价和实际工况运行控制情况,为降水运行提供依据对类似工程的设计、施工及风险控制具有借鉴意义。     

上海地区第三硬土层间粉土夹层抽水沉降效应分析

现场对上海第三硬土层间粉土夹层即第⑩夹层承压含水层实施抽水试验,对水位、地表沉降及深层沉降进行观测,采用三维渗流及比奥固结理论模拟,分析了深层承压水抽水过程中的地层垂向变形与地下水水位变化之间的关系,为超深基坑地下水控制提供了依据。     

根据流体运动的能量变化计算单井稳定流抽水涌水量

在抽水过程中,如果已知某一降深地下水通过井壁周围岩层的孔隙和裂隙流入井内的速度V、过水断面W,可以求出这一降深的涌水量Q=WV。就如图1所示承压井而言,此承压井含水层厚度为M,井半径为v,水位降深为S,抽水前的稳定水位距含水层底板的距离为H_1,抽水后井内的水位距含水层的底板的距离为H_2,设含水断面的有效孔隙率为n_e(即多孔介质     

考虑淤泥层弹性储水的滨海承压含水层中海潮引起的地下水头波动

综合考虑了海底淤泥层的弹性储水系数、海潮荷载效应和渗透性,对海底露头处具有淤泥层的滨海承压含水层系统中海潮引起的水头波动进行分析,给出了相应的数学模型,并推导出其解析解,讨论了淤泥层弹性储水对于水头波动的影响.分析表明,当淤泥层的厚度或弹性储水系数较小时,或者其渗透性较好时,可以忽略其弹性储水效应,从而把整个淤泥层简化为第三类边界条件来处理.文章还考虑了承压含水层和淤泥层中可能存在的垂向流动,对垂向剖面二维地下水流动方程进行了数值模拟,将二维数值解与忽略垂向流动的一维解析解进行了比较,结果表明该含水层系统的垂向流动是可以被忽略的.     

承压含水层减压降水对既有盾构隧道影响研究

当基坑需进行非截断条件下的承压含水层降水时,承压水抽降产生的影响范围远大于基坑开挖的影响范围,其对基坑外既有隧道的影响值得重视。进行了承压层减压降水对既有盾构隧道影响的有限元仿真模拟,考虑了既有隧道相对于承压含水层不同位置时,既有隧道周围土体应力场、既有隧道横断面内力和变形。研究结果表明,隧道全部或者大部分位于承压含水层中时,抽水除可引起隧道发生整体隆起或沉降外,还将导致隧道自身产生较大的竖向压缩变形;当隧道全部位于上、下部隔水层时,含水层抽水对其隧道的变形影响不大,但当隧道位于上部隔水层情况下,抽水将会引起隧道产生整体下沉。