復(fù)雜巨厚第四紀(jì)松散沉積層深基坑降水三維非穩(wěn)定流數(shù)值模擬.pdf

1、長江三角洲分布有巨厚、松散的第四紀(jì)沉積層，地下含水系統(tǒng)是一復(fù)合含水層系統(tǒng)，深基坑降水一般采用非完整井，且由于深基坑周圍連續(xù)擋水墻難以深入含水層底板，所以其地下水滲流場變化及其復(fù)雜，具有明顯的三維滲流特征，以往的解析解及二維數(shù)值模型已難以滿足深基坑降水模擬預(yù)測的需要。 本文針對復(fù)雜巨厚第四紀(jì)松散沉積層的深基坑降水，探討了深基坑降水三維數(shù)值模擬計算的理論，采用有限單元法進(jìn)行了較為深入的研究。對于己知水頭邊界，采用“去行去列法”和“置

2、大數(shù)法”進(jìn)行處理；對于自由面穿過的單元，在固定網(wǎng)格節(jié)點虛流量法的基礎(chǔ)上，引入連續(xù)的區(qū)域識別函數(shù)；對于非穩(wěn)定滲流中自由面邊界積分項，采用高斯公式將求自由面的面積分轉(zhuǎn)化為求體積分與其他面積分之差，避免了求自由面的具體位置，同時在計算體積分和面積分時采用連續(xù)的區(qū)域識別函數(shù)；在解法上，采用直接解法和PCG法。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了三維飽和非穩(wěn)定承壓-無壓滲流分析程序。 最后將成果分別應(yīng)用于兩個工程實例中：(1)上海環(huán)球金融中心塔樓基坑降水，模

3、擬了在多層含水層復(fù)合存在、含水層最深底板埋深達(dá)149m、基坑周圍擋水連續(xù)墻埋深達(dá)34m、抽水井埋深達(dá)55m、抽水井過濾器埋深為34至55m，基坑內(nèi)地下水位降至埋深達(dá)26m的情況下的地下水復(fù)雜流動狀態(tài)，得出了8口抽水井優(yōu)化降水方案；(2)上海地鐵4號線董家渡隧道修復(fù)基坑降水，模擬了在多層含水層復(fù)合存在、含水層最深底板埋深達(dá)144.45m、基坑周圍擋水連續(xù)墻埋深達(dá)65m、抽水井埋深達(dá)60m、抽水井過濾器埋深為45至60m，基坑內(nèi)地下水位降至