地下水渗流与地面沉降耦合模拟
Processing Modflow模拟地面沉降中有关参数取值的研究
Processing Modflow模拟地面沉降中有关参数取值的研究焦志亮;曹阳;符亚兵
【期刊名称】《工程勘察》
【年(卷),期】2024(52)4
【摘要】本文以天津多个群井抽水试验和基坑工程降水为例,结合多年来实际工程的实测数据,利用Processing Modflow模拟软件,将降水条件下地下水三维非稳定渗流数学模型与地面沉降数学模型相耦合,对基坑降水引起的各地层参数进行反演分析并识别和验证数学模型。
在此基础上,对有限差分法中有关地面沉降参数,即土体骨架成分的弹性储水率和非弹性储水率的取值做进一步分析,确定了天津市平原区抽降地下水引起的地面沉降中相关参数的取值规律及变化范围。
【总页数】7页(P38-44)
【作者】焦志亮;曹阳;符亚兵
【作者单位】天津市勘察设计院集团有限公司;天津市地质矿产测试中心
【正文语种】中文
【中图分类】TU470
【相关文献】
1.基于MODFLOW的BP神经网络模型对地面沉降的模拟研究
2.Processing Modflow模型在预测地面沉降中的应用
3.大涡模拟中入流边界脉动风速模拟相关参数取值分析
4.基于Processing MODFLOW抽取地下水引起的地面沉降机理研究
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区域地下水开采与地面沉降控制三维全耦合数值模拟
Three-dimensional full coupling numerical simulation of groundwater exploitation and control of land-subsidence in region
作者： 巴红静[1];管伟军[2]
作者机构： [1]东北财经大学富虹经济学院,辽宁大连116023;[2]中国铁道科学研究院通信信号研究所,北京100081
出版物刊名： 石家庄经济学院学报
页码： 15-18页
主题词： 地下水开采;比奥固结理论;地面沉降;三维全耦合模型;非线性
摘要：针对第四纪松散沉积层中地下水开采所引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,
考虑到土体的非线性特征及土体的渗透性随应力状态的动态变化,引入邓肯-张非线性模型和渗透率动态模型,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,并以江阴市浅层地下水开采为例,建立了浅层地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型。
在对模型进行校正、识别的基础上,以第Ⅰ承压含水层未来10年内地下水位埋深不低于含水层顶板埋深一半,地面沉降量不超过50mm为约束条件,预测了江阴市各镇的地下水可采资源量以及地面沉降量。
实践表明,该模型不仅稳定性好,且收敛速度快。
地下水流与地表水耦合模拟研究
地下水流与地表水耦合模拟研究一、前言地下水和地表水的关系，一直是地学和环境科学领域研究的热点问题。
有许多实际问题涉及到地下水和地表水之间的相互作用，例如地下水开采对地表水环境的影响、雨水入渗到地下导致洪水等。
针对这些问题，许多学者和研究者开展了地下水流和地表水耦合模拟研究，以期提供有效的解决方案。
本文将介绍地下水流和地表水的耦合模拟研究的一些进展和现状。
二、地下水与地表水的概念地下水是地球表层以下的地下水体，分布于太阳能照不到的深度中，其分布和运动状态受到地质构造、水文地质条件等多种因素的影响。
地表水是地球表面的流动水，包括河流、湖泊、水库、小溪等，其来源包括降雨、融雪、蓄水等，同时，也会流向地下形成地下水。
三、地表水与地下水的关系地表水和地下水是相互交换、相互作用的。
当地下水向河流、湖泊等水体渗透，或从河流、湖泊等水体中补给时，就形成了地下水与地表水的联系，在河流、湖泊等表层水体水位下降时，地下水向地表水体渗流，起到补给作用，在高水时刻则有地表水进入地下水体。
地下水对地表水的供给具有稳定性且有较强的调节作用，同时，地表水对地下水的影响不容忽视，尤其在水循环中，地表水中携带有机物、重金属等对地下水环境造成的污染对地下水环境影响巨大。
四、耦合模拟研究进展耦合模拟是地下水和地表水耦合研究的重要手段之一，可通过建立数学模型，模拟出地下水和地表水之间的水文动态特征。
目前，国内外研究者在地下水与地表水的耦合模拟方面取得了一些成果。
例如，美国加州的Luo等人通过数值模拟实现了地下水和土壤水之间的交换，为相关管理部门提供了建议；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所岩溶地质水文重点实验室的研究者通过分析钦州港流域地下水和地表水之间的联系，为当地的地下水开采和地表水管理提供了科学依据。
五、研究难点和展望不过，地下水和地表水的耦合研究仍有一些技术难点需要攻克，例如，地球系统模型中地下水和地表水耦合机制的深入研究、地下水开采对地表水环境等方面的影响、大尺度地下水与地表水的模拟等。
基于FLAC^2D的西安地面沉降数值模拟分析
建 筑物受 损 ，地 下 管 道 在 运 作 使 用 中 被 折 断 ，大 量井 管 出现 的“ 上升” 现 象 、道路 路 面产 生 的高 低 不 等 的差 异变 形 等 ，尤 其 在 地 面 沉 降 与 地 裂 缝 二 者 相互作 用 和相 互 影 响下 带 来 的许 多 地 质 或 潜 在 的灾 害 问题更是 严重 ｊ 。 牛修 俊 等 提 出最 低 与 临界 水 位 的 概 念 ，黄 旭 林则 认 为只 要 开 采 地 下 水 ，就 会 有 地 面 沉 降 ，武
西安地 区形 成 了西 工大 、小寨 、沙坡 村等 ７个 大沉 降 中心 ，累计沉 降量 最 大 已到 ２ １ ０ ０ Ｉ Ｔ ｌ ｍｌ ｌ １ ］ 。根据 观测 资料 成 果 ，可 将 西 安 地 区地 面沉 降过 程 按 照 其沉 降速率 的变化 分 为 ６个 阶段 （ 表１ ） 。无论 速率
一
该盆地 带总 体 近 Ｅ Ｗ 向 分 布 ， 向 东 逐 渐 转 变 为 Ｎ Ｅ Ｅ向 。整 个 断 陷 盆 地带 在 时 间 和空 间上 呈 现 出 盆 一岭构 造 式 ¨ 。西 安地 区地 层 包 括第 四系 、新
近系 和古 近 系 ，西 安 地 区 地 下 水 的类 型 主 要 包 括
第２ ８卷第 ３期
２ ０ １ ３年 ７月
灾
害
学
Ｖｏ ｌ ＿ ２ ８ Ｎｏ ． ３
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｃ ＡＴＡＳ ＴＲＯＰ Ｈ０Ｌ ０ＧＹ
Ｊ ｕ １ ． ２ ０ １ ３
基于 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ２ Ｄ 的 西 安 地 面 沉 降 数 值 模 拟 分 析
李 宁 ，李 明 ，赵 法锁 ，王启 耀 ，
到关 注 。在城 市 ，大 量 开 采 地 下 水 资 源 引 起 的地 面沉 降 问题 相 当严 重 ，如 因 基 础 断 裂 而 致 使 地 表
第四系松散沉积层地下水开采与地面沉降耦合数值模拟的开题报告
第四系松散沉积层地下水开采与地面沉降耦合数值模拟的开题报告一、研究背景和意义随着城市化的进程，地下水资源的开采需求不断增加。
然而，地下水开采对地面的影响也日益引起人们的关注。
特别是在第四系松散沉积层地区，地下水的开采对地面沉降的影响更加明显。
因此，研究第四系松散沉积层地下水开采对地面沉降的影响及其耦合关系，具有重要的实际意义。
二、研究内容和方法本研究将以某第四系松散沉积层地区为研究对象，采用数值模拟方法，研究地下水开采与地面沉降之间的关系。
具体研究内容包括：1.地下水开采对地面沉降的影响规律研究；2.地下水开采与地面沉降的耦合关系分析；3.基于数值模拟方法，对地下水开采对地面沉降的影响进行模拟和预测。
三、预期成果本研究预计能够深入探究第四系松散沉积层地下水开采与地面沉降的耦合关系，得出可靠的研究结论，并建立相应的数值模拟模型，以提供理论依据和技术支持。
四、研究难点与挑战1.第四系松散沉积层地下水开采与地面沉降的关系存在复杂性和不确定性，需采用多角度和多方法的研究手段，才能更加准确地探究其影响关系；2.数值模拟涉及多个因素和参数，需要对不同参数进行准确的设定和调整，才能更好地反映实际情况；3.地下水开采与地面沉降的研究在很大程度上依赖于实地调查和数据采集，需要对数据的质量、精度和有效性进行全面评估。
五、研究进度计划1.文献调研和理论分析（1个月）；2.实地采集数据和模型建立（2个月）；3.数值模拟和数据分析（4个月）；4.研究结果整理和论文撰写（2个月）。
六、参考文献1. 吕晓丽,华峰.下降段省城深层地下水开采对地面沉降的影响[J].自然灾害学报,2017,26(06):18-23.2. 朱军,范唯.北京市地下水开采对地表沉降的影响与退役因素研究[J].西部人居环境学报,2019,34(06):53-57+70.。
基于地下水渗流方程的三维地面沉降模型_许烨霜
Ss = ∂n / ∂h
(3)
式中符号意义同前。 孔隙比的变化也可以用有效应力的变化表示：
∂n = ∂n ∂σ ′
(4)
∂h ∂σ ′ ∂h
式中 σ ′ 为有效应力。 土体一维压缩的体积压缩系数 mv 为
mv = ∂ ε v / ∂σ ′
(5)
式中 ε v 为体积应变。由于是小应变，均有 ∂εv = −∂n , 则可得
推荐方法也应用于与标准固结试验结果进行比 较。土性参数：k=1.0×10-9 m/s；e=2.155；γ t =15.16 kN/m3。图 5 为计算结果。结果表明计算和试验误 差小于 1 %。
图 5 计算和试验结果比较 Fig. 5 Comparison of calculated and tested results
3 算例分析
3.1 软土的固结分析 用本文提出的方法来对软粘土进行了三维固结
分析，其结果与太沙基固结理论和固结试验结果做 比较来说明提出方法的精确度。
增刊
许烨霜等：基于地下水渗流方程的三维地面沉降模型
111
层厚为 20 m 的粘土层，在 49.03 kN/m2 的固结 压力作用下进行双向排水固结。粘土的性质如下： 渗透系数 k =1.0×10-9 m/s，孔隙比 e =1.5，湿重度 γ t =15.16 kN/m3，Ss =1.5×10-3 m-1，分别用所提方法 和太沙基固结理论来分析固结过程。图 2 为计算用 有限元网格，为模拟一维固结，三维计算中的侧向 边界条件设定为无水流发生。图 3 为位移和固结时 间的关系图。两种方法的误差小于 2 %。图 4 为随 深度变化的固结度的分布。两种方法的误差均小于 2 %。
−∂n / ∂σ ′ = mv
(6)
基于地下水渗流方程的三维地面沉降模型
基于地下水渗流方程的三维地面沉降模型
许烨霜;沈水龙;唐翠萍;姜弘
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2005()S1
【摘要】针对地下水抽取引起的大面积地面沉降的问题,提出了一种计算方法。
该方法基于饱和与不饱和岩土介质中地下水渗流理论,计算出三维状态下的大面积地面沉降。
提出的方法被结合到地下水渗流的三维有限元法分析中,计算时考虑了地层的可压缩性,并被用来分析软土的固结,将该法与太沙基理论及固结试验的结果进行比较,结果表明其误差小于2%。
该法还被用来分析单井抽取承压地下水引起的周围地基的沉降及承压水层由于挡水板的阻断作用而引起的下游侧的地基的沉降。
【总页数】4页(P109-112)
【关键词】地下水抽取;地下水渗流;大面积地面沉降;三维模型;有限元分析
【作者】许烨霜;沈水龙;唐翠萍;姜弘
【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建工学院
【正文语种】中文
【中图分类】P642.26
【相关文献】
1.基于三维渗流模型的地下水动态数值分析 [J], 胡继华; 宋勇超; 耿学勇; 倪福全
2.基于三维渗流模型的地下水动态数值分析 [J], 胡继华; 宋勇超; 耿学勇; 倪福全
3.基于三维渗流数值模拟的调蓄水池地下水渗流影响分析 [J], 许建建; 惠焕利; 裴
旭阳
4.松散承压含水层地区深基坑降水三维渗流与地面沉降耦合模型 [J], 骆祖江;李朗;姚天强;罗建军
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215497407_基坑工程地下水三维渗流与土体沉降数值模拟分析
2023年4月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y第25卷第8期收稿日期:2023-03-06作者简介:李任政(1987-),男,硕士,工程师,主要从事水文地质勘查、场地环境调查评估及修复等。
李任政1,2(1.上海市岩土地质研究院有限公司,上海200072;2.自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心,上海200003)摘要:深基坑下伏承压含水层制约着基坑工程的安全施工,常需通过基坑降水进行减压处理,制定基坑降水方案的同时,实现按需降水的设计理念亦是较为重要。
选取上海某深基坑工程为研究对象,基于现场抽水试验数据及建立的地下水三维渗流与土体沉降耦合模型,利用地下水数值模型软件进行数值模拟研究,对基坑降水方案可行性进行了预测分析。
结果显示:单井抽水试验获取的水文地质参数较为可靠,与数值模型反演的参数(水平渗透系数为5.12m/d,贮水系数为1.8×10-4,弹性释水系数3.0×10-4,非弹性释水系数7.0×10-4)相近;经群井抽水试验数据校核后,模拟水位与实测水位误差不超过0.5m,数值模型符合场地水文地质条件,可靠性高;利用数值模拟预测分析基坑降水期间地下水流场与土体沉降的变化特征,验证了降水方案可将承压水位降至标高-6.13m的同时,体现了按需降水的设计理念,保护了周边环境。
关键词:基坑降水;三维渗流;土体沉降;数值模拟中图分类号:T U753文献标识码:A文章编号:1674-9944(2023)08-0228-06N u m e r i c a l S i m u l a t i o nA n a l y s i s o fT h r e e-D i m e n s i o n a lG r o u n d w a t e r S e e p a g ea n dS o i l S e t t l e m e n t i nF o u n d a t i o nP i tE n g i n e e r i n gL iR e n z h e n g1,2(1..,,200072,;2.-,,200003,)A b s t r a c t:T h e c o n f i n e d a q u i f e r u n d e r t h e d e e p f o u n d a t i o n p i t r e s t r i c t s t h e s a f e c o n s t r u c t i o no f t h e f o u n d a t i o n p i t p r o j e c t.I t i s o f t e nn e c e s s a r y t o r e d u c e t h e c o n f i n e dw a t e r l e v e l b y f o u n d a t i o n p i t d e w a t e r i n g.H o wt o r e a l-i z e t h e d e s i g n c o n c e p t o f o n-d e m a n d p r e c i p i t a t i o n i s p a r t i c u l a r l y i m p o r t a n t.Ad e e p f o u n d a t i o n p i t p r o j e c t i n S h a n g h a i i s s e l e c t e d a s t h e r e s e a r c h o b j e c t.B a s e d o n t h e f i e l d p u m p i n g t e s t d a t a a n d t h e e s t a b l i s h e d t h r e e-d i-m e n s i o n a l g r o u n d w a t e r s e e p a g ea n ds o i l s e t t l e m e n t c o u p l i n g m o d e l,t h e g r o u n d w a t e rn u m e r i c a lm o d e l s o f t-w a r eGM S i s u s e d f o r n u m e r i c a l s i m u l a t i o n r e s e a r c h,a n d t h e f e a s i b i l i t y o f f o u n d a t i o n p i t d e w a t e r i n g s c h e m e i s p r e d i c t e d a n d a n a l y z e d.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h eh y d r o g e o l o g i c a l p a r a m e t e r so b t a i n e db y s i n g l ew e l l p u m-p i n g t e s t a r e r e l i a b l e a n d s i m i l a r t o t h e p a r a m e t e r so f n u m e r i c a lm o d e l i n v e r s i o n.T h eh o r i z o n t a l p e r m e a b i l i t y c o e f f i c i e n t i s5.12m/d;t h ew a t e r s t o r a g e c o e f f i c i e n t i s1.8×10-4;t h e e l a s t i cw a t e r r e l e a s e c o e f f i c i e n t i s3.0×10-4,a n d t h e i n e l a s t i cw a t e r r e l e a s ec o e f f i c i e n t i s7.0×10-4.T h en u m e r i c a lm o d e l c h e c k e db y t h e g r o u p w e l l p u m p i n g t e s t d a t a c o n f o r m s t o t h e h y d r o g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s o f t h e s i t ew i t hh i g h r e l i a b i l i t y,a n d t h e e r-r o r b e t w e e n t h e s i m u l a t e dw a t e r l e v e l a n d t h em e a s u r e dw a t e r l e v e l i s l e s s t h a n0.5m.U s i n g n u m e r i c a l s i m u-l a t i o n t o p r e d i c t a n d a n a l y z e t h e v a r i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f g r o u n d w a t e r f l o wf i e l d a n ds o i l s e t t l e m e n t d u r i n g f o u n d a t i o n p i t d e w a t e r i n g,t h e f e a s i b i l i t y o f d e w a t e r i n g s c h e m e i s v e r i f i e d,a n d t h e d e s i g n c o n c e p t o f o n-d e-m a n dd e w a t e r i n g i s r e a l i z e d,w h i c hc a n p r o t e c t t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t.K e y w o r d s:f o u n d a t i o n p i t d e w a t e r i n g;t h r e e-d i m e n s i o n a l s e e p a g e;s o i l s e t t l e m e n t;n u m e r i c a l s i m u l a t i o n 1引言随着城市更新,上海地区地下空间资源开发利用日趋加快,建筑基坑逐渐朝“深”“大”方向发展[1~3],多数基坑工程被地下承压水所控制,一旦出现基坑突涌等风险,势必危及基坑及周边环境安全,将会造成822Copyright©博看网. All Rights Reserved.李任政椇基坑工程地下水三维渗流与土体沉降数值模拟分析绿色创新研究:工程与技术严重后果[4]。
抽汲地下水引起地面沉降三维数值模拟及工程应用研究的开题报告
抽汲地下水引起地面沉降三维数值模拟及工程应用
研究的开题报告
题目：抽深地下水引发地面沉降三维数值模拟及工程应用研究
摘要：自上世纪70年代起，人类对于地下水资源的探索和利用愈发频繁，而抽水井则是地下水开发的主要手段之一。
然而大量抽水不仅会导致当地水资源缺乏、水位下降，还可能引发地面沉降等地质灾害。
本文将以常用的抽深井为研究对象，利用数值模拟方法对抽水引起的地面沉降进行研究，并探索实际工程中的应用。
研究内容和方法：研究主要分为两部分，一是数值模拟，二是应用案例分析。
数值模拟方面，将采用有限元方法建立三维地下水流动数学模型，分析抽深井对地下水流动的影响以及引发地面沉降的机理。
同时，考虑土层物理性质的差异性和非线性因素，建立包括-soil-水相互作用、土体弹塑性行为等在内的三维力学模型，模拟地质体的变形过程，并考虑不同地下水位下的地面沉降特征。
应用案例分析方面，选取国内典型地区开展实际工程例分析，进一步说明深水抽采对地面沉降的影响，比较数值模拟和实测数据的关系和符合程度，为实际工程提供科学依据。
预期成果和意义：本文研究结合数值模拟和实际工程应用，在抽深井引起地面沉降机理、规律及特征方面有理论和实践的探索和研究，这对于有效防控地下水开发带来的地质灾害、提高地下水开发的科学性和实用性，推动水资源的科学合理开发和利用具有重要意义。
沧州市地下水开采－地面沉降数值模拟
沧州市地下水开采－地面沉降数值模拟马青山;骆祖江【摘要】以沧州市地下水开采引起的地面沉降为例，在分析研究区地质和水文地质条件的基础上，得到研究区地下水开采与地面沉降地质概化模型，建立地下水三维渗流和土体垂向一维变形耦合数值模型，在完成模型识别验证的基础上，预测了现状开采条件下从2010年末到2025年末地下水流场的变化特征和地面沉降的变化趋势。
结果表明，到2025年底，整个沧州市范围内累计地面沉降量最大值为475 mm，最小值为270 mm。
%Taking the land subsidence caused by groundwater exploitation in Cangzhou City as an example, based on the analysis of geology and hydrogeological conditions of the study area, a geological conceptual model of groundwater exploitation and land subsidence was generalized, setting up a corresponding coupled numerical model of three dimensional groundwater flow and one dimensional soil deformation.On the basis of the completion of identification and verification of model, we forecasted the change characteristics of groundwater flow field and the change trend of land subsidence from the end of 2025 to the end of 2010 under the current conditions of groundwater exploitation.The results show that the maximum cumulative land subsidence within the scope of Cangzhou City will be 475 mm at the end of 2025, the minimum value being 270 mm.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】7页(P20-26)【关键词】地下水开采;地面沉降;预测模型;耦合数值模型【作者】马青山;骆祖江【作者单位】河海大学地球科学与工程学院，江苏南京 210098;河海大学地球科学与工程学院，江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】P641.6沧州市是我国第四系孔隙承压水开发利用最早、开采量最大的城市之一,特别是20世纪80年代以来,随着工农业的快速发展,地下水开采量大幅增加,造成了区域地下水位急剧下降,地下水资源衰竭,诱发了严重的地面沉降问题。
地下水开采与地面沉降耦合方法的工程应用
地下水开采与地面沉降耦合方法的工程应用
张月萍
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2006(018)0z1
【摘要】以江苏沿江开发带地下水开采引起的地面沉降工程为例,运用地下水开采与地面沉降耦合方法进行数值模拟,为采用最优化的开采方案提供理论依据.
【总页数】2页(P506-507)
【作者】张月萍
【作者单位】河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】P641
【相关文献】
1.地下水开采与地面沉降耦合方法的工程应用 [J], 张月萍
2.地下水开采诱发地面沉降研究及其工程应用：以山东德州地区为例 [J], 贾超;张国荣;王嘉斌;张永伟
3.地下水开采与地面沉降的三维模拟研究 [J], 李东琦
4.鲁西北平原地下水开采与地面沉降的相关性 [J], 贾超;张少鹏;孙晓晓;狄胜同;丁朋朋
5.鲁西北平原地下水开采与地面沉降的相关性 [J], 贾超;张少鹏;孙晓晓;狄胜同;丁朋朋
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基于ABAQUS基坑降水引起地面沉降的渗流——应力耦合分析
图 3 中所示为划分网格后的基坑两侧的地下连续 墙模型示意图。
2. 3 相关计算参数的选取 在本分析中选用修正剑桥模型，具体的土体和地
下连续墙所选用的参数根据 《国家勘察规范》 选取， 如表 1、表 2 所示。
图 3 基坑两侧地下连续墙有限元模型图
2. 2 边界条件的设置 在本分析中所设置的边界条件有位移边界条件、
孔压边界条件设置为在模型的上表面设置孔隙压 力为 0。如图 5。
图 5 孔压边界条件
界面接触条件设置为在地下连续墙的左右两侧设 置与土体为摩擦接触。地下连续墙底面与土体绑定约 束。如图 6。
图 6 界面接触条件
3 有限元模拟结果分析 3. 1 降水对孔隙水的影响
（ 1） 孔隙水压力 在本分析中，对基坑模型的降水共分五个分析步 进行，每个分析步时长为 216 000 s （ 2. 5 d） ，其中 孔隙水压力的模拟结果可以看出，降水对基坑土体的 孔隙水压力的影响随着降水深度的增大而增大。在基 坑底部的土体中，其孔隙水压力逐渐降低，在降水之 前的孔隙水压力为 3e5 Pa，在降水结束之后其孔隙水 压力降到了 1. 85e5 Pa 左右。究其原因，是源于上部 土体中的水分被抽出导致上部土体的荷载释放，底部 的孔隙水压力得到释放，所以在其数值上有所下降。 模拟的结果符合实际规律，且降水后的孔隙水压力的 分布较规律。 （ 2） 孔隙渗流速度 从基坑土体的孔隙渗流速度模拟结果可以看到， 土体孔隙渗流的速度和矢量分布图。从图中可以明显 的看出在第四分析步之后，降水对地下连续墙外的土 体的渗流产生了明显的影响，而在此之前的影响极 小。而最 大 的 渗 流 速 度 也 从 4. 76e － 4 m / s 增 大 到 9. 7e － 4 m / s。在降水井点与地下连续墙体之间的土 体所收到的影响最大，该部分土体的渗流速度远远大 于其他部分的土体。综合来看，模拟结果所反映出的
砂土地基固结沉降与渗流的耦合分析
砂土地基固结沉降与渗流的耦合分析砂土地基固结沉降与渗流是土力学中的重要问题，对于建筑工程的设计和施工具有重要影响。
本文将从固结沉降和渗流两个方面，探讨砂土地基的耦合分析。
一、固结沉降分析砂土地基的固结沉降是指由于土体内部颗粒的重排和沉降而引起的地表下降现象。
固结沉降主要是由于土体的压缩变形引起的，而压缩变形又与土体的孔隙水压力有关。
在砂土地基中，孔隙水压力是通过渗流作用传递的。
当外界施加荷载时，孔隙水被挤出，导致孔隙水压力的变化。
根据孔隙水压力变化与固结沉降之间的关系，可以进行固结沉降的数值模拟。
数值模拟中，可以采用有限元方法或有限差分方法进行计算。
通过建立合适的模型，考虑土体的各向异性、非线性和渗流等因素，可以得到较为准确的固结沉降结果。
二、渗流分析砂土地基的渗流是指地下水在土体中的流动过程。
渗流分析是研究土体中水流规律的重要方法，对于土体的稳定性和水文特性有着重要影响。
在砂土地基中，渗流主要受到土体孔隙度、渗透系数和水头差等因素的影响。
通过建立合适的渗流模型，可以计算出土体中的水流速度、水头分布等参数。
渗流分析中，可以采用Darcy定律进行计算。
Darcy定律是描述渗流速度与水头差之间关系的基本方程，通过对土体的渗透性和渗透系数的测定，可以得到较为准确的渗流结果。
三、耦合分析砂土地基的固结沉降和渗流是相互耦合的，即固结沉降过程中的孔隙水压力变化会影响渗流过程，而渗流过程中的水流速度和水头分布也会影响固结沉降过程。
耦合分析可以通过建立固结沉降和渗流的数学模型，考虑两者之间的相互作用，进行计算。
在计算过程中，需要注意土体的非线性和各向异性等特性，以及边界条件的设定。
通过耦合分析，可以得到土体中的固结沉降和渗流的变化规律。
这对于工程设计和施工过程中的地基处理和水文调控具有重要意义。
总结：砂土地基的固结沉降与渗流是土力学中的重要问题，对于建筑工程的设计和施工具有重要影响。
固结沉降与渗流是相互耦合的，通过建立合适的数学模型，可以进行耦合分析。
数值模拟深基坑降水及优化控制地面沉降
数值模拟深基坑降水和优化控制地面沉降摘要上海是一个典型的软土分布地区，地铁、铁路建设正被开发，上海城市大规模的地铁车站和规划？通常位于人口稠密的地区和高楼大厦。
地铁车站基坑降水大多以连动,而降水措施可能引起水土层含水层的压缩、地面沉降、地基的变形、建筑物的裂缝和倾斜,等等。
为了控制地面沉降的有效利用,地下连续混凝土墙通常是用于深基坑降水。
地下连续的深度与过滤管混凝土墙的位置外抽水井影响降深坑和地面沉降直接。
本研究是指工程深基坑降水结缘并走上荧幕路站为上海地铁1号线10号。
对基坑开挖深度是15.60 -17.60米和设计深度,地下连续墙是28米的标准的部分和30、31米最后得很好。
三维有限差分方法是用来模拟基坑降水通过渗透参数反演结合现场抽水试验。
水力屏障功能的地下连续墙在四个不同深度进行了模拟,包括主要的设计深度增加4米和3米,6米。
数值模拟的结果表明,该降深的增加而减小的含水层地下连续混凝土墙的深度。
地下连续混凝土墙的时候增加4米在主要的设计基础上,研究了坑外的升降和地面沉降可以有效控制。
监测结果表明,该降深坑外之距离1 - 5米到这堵墙是少于2米,而最大的地面沉降的mm,那是7.97几乎不影响周围的环境坑排水过程中。
关键词:深基坑降水抽水试验地下连续混凝土墙数值模拟参数反演地面沉降目录摘要 (1)1 引言 (3)2 工程背景 (4)3 研究区域 (5)3.1 地层分布 (5)3.2 分析场地地下水现状 (5)4 现场抽水试验 (6)5 三维数值模拟的方法对地下水流动 (6)6 三维数值模拟的方法对深基坑降水 (9)6.1 对基坑降水方案设计 (9)6.2 深基坑降水的选择 (10)7 额外的地面沉降的计算 (11)7.1 地面沉降的计算方法 (11)7.2 根据观测井地面沉降和下跌 (13)8 计算的结果,并讨论 (14)8.1 的话我 (14)8.2 案例二世 (14)8.3%。
案例III (14)8.4 个篮板 (15)9 结论 (15)参考 (17)1 引言上海是一个经济很发达的地区。
湛江市区地下水开采引发地面沉降模拟预测及其防治措施
湛江市区地下水开采引发地面沉降模拟预测及其防治措施[摘要]本文根据湛江市区丰富的水文地质资料和工程地质资料，利用水文观测资料来进行水土模型计算，概化水文地质及工程地质条件，建立水文地质及工程地质概念模型，建立三维地下水流数学模型及一维沉降固结数学模型，并对模型进行求解，通过调参拟合得到与实际监测结果相符的地下水位及地面沉降量。
并针对地面沉降问题提出了相应的防治措施及建议。
[关键字]湛江市区地下水概化数学模型地面沉降本文采用两步计算水土模型，其中粘土层的变形计算采用了线性模型。
首先概化研究区的水文地质及工程地质条件，建立水文地质及工程地质概念模型，然后建立研究区三维地下水流数学模型及一维沉降固结数学模型，并对模型进行求解，通过调参拟合得到与实际监测结果相符的地下水位及地面沉降量。
其中三维水流模型的求解可以得到含水层系统中各土层的水头变化，再根据Terzaghi有效应力原理，通过编程计算求出各土层的的变形量，求和得出总的地面沉降量。
1概念模型1.1模型概化1.1.1含水层结构确定。
依据含水层结构模型，将研究区划分为5大层，其中含水层划分为浅层水、中层承压水和深层承压水三大层组，两两之间具有弱透水性的粘性土层所隔，三层含水层通过隔水“天窗”及火山喷发通道存在水力联系，形成一个三层结构的越流含水系统。
1.1.2边界条件确定。
包括侧向边界的概化和垂向边界的概化。
1.1.3各层土体参数确定。
包括降雨入渗系数、渗透系数与给水度。
1.1.4源汇项确定。
包括降雨入渗、水库、运河和渠道渗漏补给、地下径流等补给项，以及人工开采、蒸发排泄、地下径流等排泄项。
补给量计算包括降水入渗补给量计算，水库、运河和渠道渗漏补给量计算，地下水侧向径流补给量计算。
排泄量计算包括地下水开采量计算、潜水蒸发排泄量计算、地下水侧向径流排泄量计算。
1.2地下水流动数学模型根据研究区水文地质条件，研究区三层结构越流系统地下水流动可以用数学模型描述，在计算区域内采用矩形剖分和线性插值，利用有限单元法求解三层结构的地下水准三维非稳定流定解问题。
考虑渗流固结耦合作用的软土深基坑降水施工的三维数值模拟
沉 降
圜
铁漕勘
Ｄ ＳＧＮ２ １ （） Ｅ Ｉ ０ Ｏ ５
２ ０ 集 团 公 司 青年 科 技 论 文 专 辑 ０ ９年
令◇ ・ 令
的物 理力 学指标 见表 １ 基 坑开 挖所涉 及 的土层 主 。
带 ， 设沉 降缝 ， 不 以减少 主楼 和裙楼 的不 均匀 沉 降。 基坑开挖 深度为 主楼 １ ．５ 裙楼 １．５ 整个基 １ ｍ， ７ ４９ ｍ， 坑面 积为 ７ ５ ｍ ４ ４ 。基坑 西 南侧 的建筑 物距 离基 坑
源 为大气 降水 。水位 随季节 的变 化而 变化 ， 稳定 地 下水 位 的埋深 为 ０ ． ０６ 相应 标 高为 ３６ ２～ ．５ ｍ， ．７～
基 土均 属第 四系河 口～滨 海相 、 滨海 ～浅海 相沉 积
坑降水及其引起周边土体 变形的计算中， 运用该数值模拟方法具有重要 的现实意义。研究成果可为 日 后 类似工程的设计 、 施工和研究提供有益的借鉴和参考。 【 关键词】 软土深基坑 修正剑桥模型 三维有限元分析 降水 渗流固结耦合
耦合 分析 ； 廖红建等 ” 深基坑 开挖进行 了饱和－ 对 非
和借 鉴 。
起 的环 境 效应进 行 了渗 流应 力耦 合 的弹 塑性有 限
元法分 析 ； 志芳等 。 出了深 基坑 降水与沉 降 的 周 提
非线性耦合 计算方 法 ， 并将 其应用基 坑降水 开挖土
１ 程概 况 工
某基坑 工程 主体结构 由 １ ３层裙 楼和 ｌ 栋 栋
体变形预 测及控 制 ； 李筱艳 利 用位移 反分析 计算 渗 透系 数非线性 耦合 响应 的渗流． 应力 完全耦 合模
０引 言
近年 来随着经 济的发 展 ， 国的城 市建 设发展 我 也异常迅速 。从 高层 、 高层建筑 到城 市轨道 交通 超 建设 ， 相关 的地下 工程越 来越 多 ， 涌现 出 了大 量 的
压实黄土渗流及工后沉降的模拟装置及测定方法
压实黄土渗流及工后沉降的模拟装置及测定方法Simulating the seepage and post-construction settlement of compacted loess is a challenging task that requires specialized equipment and methods. 压实黄土渗流及工后沉降的模拟是一项具有挑战性的任务，需要专门的设备和方法。
First and foremost, the simulation device should be able to accurately replicate the conditions of compacted loess in a controlled laboratory setting. The device must be able to apply a specific amount of pressure to the loess sample to mimic the compaction process that occurs in the field. In addition, the device should have the capability to measure the flow of water through the compacted loess under different pressures and conditions. This is essential for studying the seepage characteristics of the soil and understanding how it may behave in real-world engineering scenarios. 首要的是，模拟装置应能够在控制的实验室环境中准确复制压实黄土的条件。
西安市地下水开采—地面沉降数值模拟及防治方案研究的开题报告
西安市地下水开采—地面沉降数值模拟及防治方案研究的开题报告一、研究背景地下水是城市供水的重要水源之一，其开采不仅可以满足人类生活和生产的需要，还有利于缓解城市水资源短缺的问题。
然而，地下水开采也会带来严重的环境问题，主要表现为地面沉降、地裂缝、地震等。
其中，地面沉降是最为普遍和严重的问题，对城市的基础设施、建筑物和交通运输等带来了极大危害。
近年来，随着城市化进程的不断加速和工业化水平的提高，地下水开采对地面沉降的影响越来越严重。
西安市地下水开采深受沉降问题的困扰，尤其是城南地区。
该地区地下水资源极为丰富，但由于年均地下水开采量大于地下水补给量，导致地面沉降速度加剧，造成了极大的安全隐患。
因此，研究西安市地下水开采对地面沉降的影响，制定相应的防治措施，对于保障城市基础设施的安全和稳定具有重要意义。
二、研究目的和意义本研究旨在通过数值模拟的方法，研究西安市地下水开采对地面沉降的影响，并制定相应的防治措施，以保障城市基础设施的安全和稳定。
具体的研究目标包括：1. 构建西安市城南地区的地面沉降数值模型，并验证模型的准确性和可靠性。
2. 研究地下水开采对地面沉降的影响机理，明确其主要影响因素。
3. 针对不同的开采条件和不同的地质环境，模拟地面沉降的变化趋势和速率，并分析不同影响因素的影响程度。
4. 提出针对西安市地下水开采的防治措施，包括合理的地下水管理、补给水源的利用和节约用水等方面的措施。
本研究的意义在于，为西安市及其他类似城市制定科学的防治地下水开采引起地面沉降的措施和建议，为保障城市基础设施的安全和稳定提供理论依据。
三、研究方法本研究采用数值模拟的方法，在GIS平台下构建西安市城南地区的地面沉降数值模型。
首先，对该区域的地质条件、地下水水文地质特征进行分析，获取相关数据。
然后，采用有限元方法和有限差分法结合的方式，建立地面沉降模型，并分析模型的准确性和可靠性。
随后，模拟地下水开采对地面沉降的影响及变化趋势，并对不同的开采条件和地质环境进行比较分析。
Processing Modflow 在基坑疏干抽排水中的应用
Processing Modflow 在基坑疏干抽排水中的应用孙怀军;李连营;刘承磊【摘要】以天津某基坑为研究对象，采用 Processing Modflow 数值模拟软件建立了地下水三维渗流与地面沉降耦合模型。
模拟了基坑疏干抽排水在完成支护、止水帷幕施工条件下其周边地下水位和地面沉降的实时变化：即由于疏干抽排水引起的基坑周边约80 m 内地下水水位降幅在0．90～82．15 cm 之间，约80 m 内地面沉降量在0．001～26．21 mm 之间。
模拟结果与后期监测数据吻合较好，能够较为真实的反映降水过程对周边环境的影响。
%Taking a foundation pit in Tianjin as the research subject,the authors established a three dimen-sional coupling model between groundwater flow and land subsidence by the Processing Modflow numerical simula-tion software.The real time change of the underground water level and land subsidence around the pit was simula-ted when the foundation pit dewatered and drained in case of the construction of supporting and water proof curtain:the value of underground water reduction caused by drainage of foundation pit is about between 0.90 cm and 82.15 cm around foundation pit within 80 m area.Within the 80 m area,the land subsidence is between 0.001 mm and 26.21 mm.The results are in good agreement with the latter monitoring data,which can reflect the influence of the precipitation process to the surrounding environment.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】10页(P549-558)【关键词】基坑;疏干抽排水;耦合模型;Processing Modflow;天津【作者】孙怀军;李连营;刘承磊【作者单位】天津市勘察院，天津 300191;天津市勘察院，天津 300191;天津市勘察院，天津 300191【正文语种】中文【中图分类】TU992随着近年来工程建设规模的扩大，高层、超高层建筑不断涌现，深大基坑越来越多，为保证基坑工程施工的顺利进行，必须进行基坑降水。
深基坑降水三维变参数非稳定渗流与地面沉降耦合模型
深基坑降水三维变参数非稳定渗流与地面沉降耦合模型的报告，
600字
本报告旨在介绍基于三维变参数的非稳定渗流与地面沉降耦合模型。
深基坑降水是地质工程中常见问题，它会对被埋入基坑的物质造成一些影响，这其中包括地面沉降和渗流等现象。
因此，要实现高效的降水改造，就需要开展相关的研究，构建准确的数学模型，并且通过实证分析得到有效解决方案。
基于三维变参数的非稳定渗流与地面沉降耦合模型（DPWM）是用来研究这一现象的数学模型。
这一模型基于地下水系统及其渗流和地下压力发展而成，有许多参数可以精确描述降水深基坑的因素，如孔隙渗透率、地下水位及污染物扩散等。
它以耦合方式描述了介质内部与地面之间的关系，能够有效地定量评估地面沉降的情况和渗流的变化。
此外，本模型允许更全面的设置参数和条件，能够更好地把握不规则的地形影响，以及地下水渗流和地面沉降的耦合关系。
它也基于当前的模拟技术，能够更有效地模拟降水深基坑的水文地质情况。
本模型既能模拟降水深基坑的实际情况，又能够明确指出预测结果，使管理者们能够更准确地了解地质工程带来的影响。
因此，采用基于三维变参数的非稳定渗流与地面沉降耦合模型，可以更好地解决深基坑降水改造问题，从而提高工程安全性。
本报告已经简要介绍了该模型，并提出了一些潜在的用处，以期得到进一步的研究，以更好地应用到工程实践中。
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V o l . 3 9 M a y
2014
N o. 5
地下水渗流与地面沉降耦合模拟
2 , 金玮泽1, 骆祖江1* , 陈兴贤1, 谈金忠3 河海大学地球科学与工程学院 , 江苏南京 2 1. 1 0 0 9 8 江苏省地质矿产勘查局 , 江苏南京 2 2. 1 0 0 1 8 江苏南京地质工程勘察院 , 江苏南京 2 3. 1 0 0 4 1
1 1* 12 3 , , J i nW e i z e L u oZ u i a n C h e nX i n x i a n T a nJ i n z h o n j g , g g ,
l a t i o nm o d e l o f t h e t h r e e d i m e n s i o n a l s e e a eo f r o u n d w a t e r a n do n e d i m e n s i o n a l v e r t i c a l c o n s o l i d a t i o n i n l i h t o fT e r z a h i e f p g g g g ; f e c t i v es t r e s sp r i n c i l ea n d t h eo t h e r i s t h r e e d i m e n s i o n a l c o u l i n o d e l o f r o u n d w a t e r s e e a e a n d l a n ds u b s i d e n c eb a s e do n p p gm g p g a r a m e t e r s a n dh d r a u l i cp a r a m e t e r s . T h e c o m a r i s o na n da n a l s i s s h o wt h a t t h e c h a n i n t e n d e n c f l a n ds u b s i d e n c e c a l c u l a t p y p y g导致渗流场和应力场发生变化而 引 起 的 地 面 沉 降 问 题 , 根据 T 建立 e r z a h i有 效 应 力 原 理 , g 了地下水三维渗流与一维垂向固结的地下水渗流与地 面 沉 降 耦 合 数 值 模 拟 模 型 和 以 比 奥 固 结 理 论 为 基 础 , 并结合土体非线 性流变理论 , 将土体本构关系推广到粘弹塑性 , 同时考虑土体力学参数及水力 参 数 的 动 态 变 化 关 系 的 地 下 水 渗 流 与 地 面 沉 降 水渗流与地面沉降耦合数值模拟模型模拟所得地面沉 降 与 地 下 水 位 呈 现 出 同 步 变 化 的 趋 势 , 并且当地下水位逐步回升至初 始水位时 , 地面沉降也逐步回升到初始的零沉降状态 . 而以比奥 固 结 为 基 础 建 立 的 地 下 水 渗 流 与 地 面 沉 降 三 维 全 耦 合 数 值 模 拟模型模拟所得的地面沉降变化趋势滞后于地下水位的变化趋势 , 并且当地 下 水 位 逐 步 回 升 至 初 始 水 位 时 , 地面沉降虽也逐 步得到回升 , 但回不到初始的零沉降状态 , 存在一个永久的残余沉降量 . 在土体参数变化方面 , 土体的孔隙度 ㊁ 渗透系数及泊松 比均呈现先减小后增大的变化趋势 , 而弹性模量则呈现先增大后减小的变化趋势 , 与地面沉降的变化相对应 . 关键词 : 比奥固结理论 ; 地下水 ; 沉降 ; 耦合 ; 参数变化 . T e r z a h i有效应力原理 ; g 中图分类号 : P 5 9 5 ( ) 文章编号 : 1 0 0 0-2 3 8 3 2 0 1 4 0 5-0 6 1 1-0 9 收稿日期 : 2 0 1 3-1 0-1 0 三维全耦合数值模拟模型 . 通过对比分析 , 结果表明 : 基于 T e r z a h i有效应力原理建立的地下水三维渗流与一维垂向固结地下 g
C o u l i n i m u l a t i o no fG r o u n d w a t e rS e e a ea n dL a n dS u b s i d e n c e p gS p g
1. S c h o o l o a r t hS c i e n c ea n dE n i n e e r i n o h a iU n i v e r s i t N a n i n 1 0 0 9 8, C h i n a fE g g,H y, j g 2 2. J i a n s uG e o l o i n e r a l, E x l o r a t i o nB u r e a u, N a n i n 1 0 0 1 8, C h i n a g g y& M p j g 2 3. J i a n s uN a n i n n s t i t u t eo e o E n i n e e r i n n v e s t i a t i o n, N a n i n 1 0 0 4, C h i n a g j gI fG g gI g j g 2
: A b s t r a c t I no r d e r t oa c c u r a t e l i m u l a t el a n ds u b s i d e n c ec a u s e db e e a ef i e l da sar e s u l to fg r o u n d w a t e re x l o i t a t i o na n d ys ys p g p , : s t r e s s f i e l d t w om o d e l s a r e e s t a b l i s h e d i n t h i s s t u d o n e i sg r o u n d w a t e r s e e a e a n d l a n ds u b s i d e n c e c o u l i n u m e r i c a l s i m u y p g p gn
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2014 年 5 月
第3 9卷 第5期
地球科学
中国地质大学学报
E a r t hS c i e n c e J o u r n a l o fC h i n aU n i v e r s i t fG e o s c i e n c e s yo