透水层基坑渗流场及涌水量研究

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昆明北市区广泛分布着圆砾含水层,圆砾层厚度大,级配差,要完全隔断基坑内外水力联系较困难;同时,含水层透水性强,水量极其丰富,降水难度大。常常采用悬挂式止水帷幕结合坑外回灌的方式,使基坑内外渗流达到平衡。因此,有必要对悬挂式止水帷幕基坑的渗流场和涌水量进行研究,分析其渗流场及涌水量特性。本文针对这一问题做了以下研究内容:利用共形映射理论建立了坑底以下无相对隔水层悬挂式止水帷幕基坑渗流计算的数学模型,通过将复杂的渗流边界转化为平面问题进行研究,推导了基坑单宽涌水量计算表达式。利用matlab对涌水量计算进行编程计算,简化了计算过程,大大提高了计算的效率。并将不易求得的标准渗流涌水量计算转化为简化渗流涌水量进行求解。将坑底以下有相对隔水层悬挂式止水帷幕基坑涌水量简单认为由两个过水断面综合控制:一是止水帷幕底到相对隔水层进水断面,二是基坑坑底进水断面,并认为基坑的单宽涌水量主要取决于两者中的较小值。利用共形映射理论,推导了对称式基坑渗流涌水量计算表达式,分析其计算参数对基坑单宽涌水量的影响,并与基坑底以下有相对隔水层悬挂式止水帷幕基坑涌水量计算模式进行对比。利用相关理论,将二维平面渗流推广到三维渗流计算,且在保持涌水量不变的前提下推导了两层土渗流等效为单一土层渗流的计算表达式。文章结合了昆明北市区圆砾基坑工程实例,验证了理论模型的合理性。
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