基坑降水的应力场与渗流场耦合及优化设计

论文题目: 基坑降水的应力场与渗流场耦合及优化设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 徐争光

导师: 李月健

关键词: 基坑降水,应力场,渗流场,耦合,降水优化设计

文献来源: 福州大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文以完整井的非稳定渗流基本理论为基础,运用加权剩余理论,编制了有限元计算程序,对潜水完整井的降水过程进行数值模拟。在此基础上，考虑降水过程中由于水位线的变化而导致场地的应力场与渗流场的相互影响，应用土力学基本原理和地下水运动方程建立应力场与渗流场耦合的基坑降水计算模型，并对此过程进行了数值模拟。针对目前深基坑降水设计理论存在的问题进行了系统的研究，基于优化方法和理论，以降水井的完成费用和降水运行费用最小为目标函数，通过运用所建立的有限元计算程序产生能够联系抽水量与水位降的响应矩阵，联合运用基坑降水的地下水流动的数值模型和优化技术来确定优化的降水系统设计，通过迭代方法处理含水层为潜水的基坑降水的非线性规划问题。最后利用所建立的优化模型对实际基坑降水工程进行了计算与比较分析。模型的本质内容是在基坑降水工程中把从成井到降水费用化后，运用优化理论对井的位置及各井的抽水量进行优化设计，同时，在含水层较厚的场地，对降水井的深度也进行了优化设计。本文研究表明，联合运用基坑降水的地下水流动的数值模型和优化技术的降水系统设计，由于所用的建立抽水量与水位降的数值模型能够模拟复杂的边界条件，因此更能反映工程实际情况。同时，优化技术中以总费用为目标函数比以总降水量为目标函数的优化设计更具有实用性。本文工作对于基坑降水工程的设计、施工和管理具有一定的参考价值。

论文目录:

第一章绪论

1.1 问题的提出

1.1.1 降水工程的必要性

1.1.2 降水失败的惨痛教训

1.1.3 最优降水方案的概念

1.2 基坑降水研究现状

1.2.1 基坑降水方法及其适用条件

1.2.2 基坑降水的计算理论

1.2.3 基坑降水计算方法

1.2.4 井点降水系统设计现状

1.3 尚要解决的主要问题及本文工作

第二章基坑降水渗流场基本微分方程的建立

2.1 模型建立的理论基础

2.1.1 达西定律

2.1.2 Dupuit 假设

2.2 潜水二维非稳定流微分方程的建立

2.2.1 潜水流的基本微分方程

2.2.2 定解条件

2.3 基坑降水计算中要明确的几个问题

2.3.1 井深

2.3.2 降水井的有效半径 Ru 和降水影响半径 R

2.3.3 渗透系数的确定

2.3.4 非完整井问题

2.4 本章小结

第三章数值模型的计算分析

3.1 加权剩余法(伽辽金法)原理

3.2 基函数及线性插值函数构造

3.3 微分方程的求解

3.4 计算实例

3.5 本章小结

第四章深基坑降水渗流场与应力场的耦合分析

4.1 概述

4.2 基本理论

4.3 渗流场与应力场耦合模型的建立

4.4 应力与渗流耦合的数值方法求解步骤

4.5 计算实例

4.6 本章小结

第五章优化模型的建立

5.1 概述

5.2 基坑降水的传统优化方法

5.2.1 以深基坑降水出水量最小作为目标函数

5.2.2 以降水费用最小为目标函数

5.3 数值模型和优化技术相结合的降水系统优化设计

5.4 实例

5.5 本章小结

第六章结论与展望

6.1 全文总结

6.2 对进一步工作的建议

参考文献

致谢

个人简历

发布时间: 2005-03-30

参考文献

[1].基于冗余度理论的结构安全性评估和优化设计[D]. 沈利来.苏州科技大学2018
[2].内蒙古精神卫生中心康复花园优化设计[D]. 苏日达夫.内蒙古农业大学2017
[3].高效垂直输运装置优化设计及力学性能分析[D]. 方俊.江苏大学2017
[4].鼎能国际基坑降水优化设计[D]. 徐华辉.成都理工大学2011
[5].基于ANSYS的蜂窝梁优化设计的二次开发[D]. 周云峰.中南大学2008
[6].基坑降水引起地面沉降影响性分析[D]. 高东.安徽建筑大学2018
[7].广州某工程基坑降水引起的地面沉降分析[D]. 王洋浩瀚.广东工业大学2018
[8].基坑降水开挖对邻近建筑物沉降的分析研究[D]. 郭子欢.湖北工业大学2017
[9].结合成本效益分析的办公建筑绿色优化设计策略研究[D]. 龚秋望.南京工业大学2014
[10].基坑降水引起地面沉降的机理分析及应用[D]. 杨坤.安徽理工大学2016

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