基坑抽水地面沉降理论与工程应用

论文题目: 基坑抽水地面沉降理论与工程应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 张建山

导师: 仵彦卿

关键词: 基坑,表征体元,单井抽水,渗流场,应力场,承压含水层,颗粒运动,地面沉降,数学模型,机理分析,防治措施

文献来源: 西安理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 由基坑抽水引起的建筑物周围地面沉降和地基沉降问题,已成为城市建设中的重大环境灾害问题之一。抽水对含水层的影响不仅仅是引起含水层的压缩,而且有表征体元的垂向位移和水平位移;当考虑变形对渗流场的影响时,应考虑表征体元的位移对渗流方程的影响和变形对渗透系数的影响;通过理论分析推导出了考虑表征体元位移的渗流方程;通过算例,对考虑单元体位移和不考虑单元体位移对渗流的影响进行了分析。当考虑变形对渗流场的影响时,特别是当弹性释水系数较小时,单元体的位移对渗流场有较大影响。对于承压含水层单井抽水引起的颗粒运动问题,以土体渗流场与应力场相互影响、相互作用的耦合机理为基础,建立了含水层中颗粒运动的数学模型及其解析解,提出了颗粒运动函数的概念,通过颗粒位移量函数绘制出了单井抽水引起含水层颗粒运动变化曲线。从曲线可看出,当抽水井井壁无颗粒逸出时,颗粒位移量的最大值并不在井壁处,而且随着抽水的延续,其最大值点也逐渐增大并向远离井周的方向推移。应用该理论对一些用现有固结

论文目录:

1 绪论

1．1 基坑抽水引起地面沉降研究的意义

1．2 国内外研究现状及趋势

1．3 选题依据

1．4 研究内容和方法

2 基坑抽水引起地面沉降的理论分析

2．1 地面沉降作用下的渗流方程

2．2 含水层变形对渗流系数的影响分析

2．3 承压含水层变形与渗流耦合数学模型

2．4 潜水含水层地面沉降(或变形)机理分析

2．5 算例分析

2．6 小结

3 承压含水层抽水地面沉降解析计算与分析

3．1 理论分析

3．2 数学模型

3．3 承压含水层一维降水地面沉降解析计算与分析

3．4 承压含水层单井抽水数学解析计算与分析

3．5 承压含水层多井抽水地面沉降解析计算与分析

3．6 承压含水层抽水与注水井地面沉降解析计算与分析

3．7 小结

4 潜水含水层抽水地面沉降解析计算与分析

4．1 潜水含水层一维地面沉降解析计算与分析

4．2 潜水含水层单井抽水降深解析计算与分析

4．3 潜水含水层多井抽水地面沉降解析计算与分析

4．4 潜水含水层抽水与注水井地面沉降解析计算与分析

4．5 小结

5 承压含水层单井抽水颗粒运动数学模型与解析计算

5．1 模型的地下水降深计算

5．2 由颗粒运动的计算

5．3 由颗粒运动引起的沉降量计算

5．4 小结

6 抽水地面沉降数值解法

6．1 数学模型

6．2 有限元方程

6．3 承压含水层抽水地面沉降数值计算与分析

6．4 沟渠降水地面沉降数值计算与分析

6．5 潜水含水层单井抽水地面沉降数值计算与分析

6．6 小结

7 河堤管涌数学模型与解析计算

7．1 数学模型

7．2 工程算例

7．3 小结

8 防止抽水地面沉降措施分析

8．1 小流量慢速降水法

8．2 非对称布井水降法

8．3 井点或沟池等回灌法

8．4 防水帷幕方案

8．5 小结

9 注浆渗流解析计算

9．1 注浆渗流解析计算

9．2 注浆渗流解析分析

9．3 压力衰减的计算与分析

9．4 注浆渗流工程项目分析

9．5 小结

10 工程应用与计算分析

10．1 工程项目概况

10．2 地下水位计算

10．3 地下水流速计算

10．4 颗粒流速计算

10．5 沉降量计算

10．6 沉降与渗流耦合分析

10．7 观测点沉降计算与分析

10．8 小结

11 结论与建议

致谢

参考文献

附录1 博士期间参与的主要工程项目

附录2 博士期间参与国家自然科学基金项目的研究

附录3 博士期间主持编制的规程

附录4 博士期间参与的主要获奖工程项目

附录5 博士期间获得的国家专利技术

附录6 博士期间获得的职业证书

附录7 读博士学位期间发表的论文

发布时间: 2005-12-23

基坑抽水地面沉降理论与工程应用

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