基坑降水过程数值模拟

２ 插值 方 法有效 性 评价
以上计算得到 的离散数据 （ 如在 ， 方 向以 １ｍ为间 隔计 算 ｌ ，
其 中 ，。 Ｒ 为基坑 总涌水量 ， 。＝ Ｒ Ｒ＋ｒ；。为某计 算点 地下 水 每个点 的水位 ） 以一定 的方法进行内插 ， ０Ｓ ， 实现降水过程 的可视化 。
位 降深 ； Ｈ为潜水含水层 厚度 （ 完整 井为 有效 带深 ） Ｍ 为承 压 非 ； 如果不借助 于某个 开发平台 ， 从底 层来 编写插 值方 法并 实现 含水层 厚度 （ 非完 整井为有效带厚度 ） ｒ，２ … ， 均 为某计 算点 降水 过程可视化 ， ； ｒ， ｒ 其所花 的时 间代价和人 力资 源都 比较大 。因此 到各井 点管 的水平距 离。 可以利用第三 方软 件 平 台如 Ｓｆ ｒ 供 的插 值方 法进 行 插 值 ， ｕ ｅ８提
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ｖ（／ Ｉ ／ ／） ｎ ＇ ｉ
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（ ４ ）
（） ５
信息 直观显示模式 ， 日益显 示 出其 强大 的生命 力 ， 在基 坑 开挖 前
运用 计算机模拟 ， 对工程进度 和事故防范的作用也 日益 显著。
１ 基本 理 论
基坑降水设 计 的原理 是基 于地 下水动力学 渗流理论 ， 目前
一
其 中， ｓ 为基坑周 围某点水位降深 ； Ｑ 为第 ｉ 出水量 ， ｄ 井 ｍ／ ；
为承压含水层厚 度 ， 日为潜水含水层厚度 ， 为 渗透 系数 ， ｍ； ｍ；
般采用稳定流 和非稳定流两种方法进 行设 计 。
ｍ ｄ 为降水井数 量 ； （ ） 井 函数 ； 为 含水层 储 水 系数 ； ／； 为 Ｔ
为导水系数 。
１ １ 稳 定 流 ．
降水过程中基坑内、 外任意点水位降深计算可按下列方法确定 ：
潜水完 整井稳定流 ：
对非完整井 可采用类似相关公式 计算 Ｊ 。 利用 上述 公式 ， 可利用 稳定井流公式 对基坑 内外 最终稳 定地 下水位进行 预测 ， 可以利用非稳定井 流公式 预测基 坑 内外 任一 也
Ｏ ｘ ｌ ａｉ ｒｕ ｄ ｒｒｕ ｄｗ ｔｒｐ ｏ ｌ ｅｐｆｕ ｄ ｔ ｎｐｔ ｒｊｃ ｎｅｐｏ ｔ ｎｆ ｎ ｅｇｏ ｎ ａｅ ｒｂｅ ｉ ｄｅ ｎ ａｉ ｉ ｐ ｏｅｔ ｒ ｏ ｏ ｍｓ ｎ ｏ ｏ
Ｗ Ａ ａ Ｌ ａ・ ｅ ＮＧ Ｑｉｎ Ｉ ｉ ｈ ｎ Ｂ ｚ
利用上述公式 ， 以预测 出由于降水 引起 的基坑周 围地 下水 Ｓｒ ｒ 可 ｕｆ ８共支持 １ 内插 方法 ， ｅ ２种 在最 终选 取某 种 内插 方法 生成 规
位 的最终降 深量 ， 但不 能 解决 实 时 预测 基 坑周 围地下 水 位 的 问 则 网格文件之 前 ， 应该对用来预测未 知点 的插值方法做个评价。可
ｓ 圩√ 。 一 一
承压完 整井稳定流 ：
指 了解 【 一－ ’… ｊ１ 点 、 。￣ｇ ｒ 一 ） （ 任意时刻 的地 下水 位降深 ， 导工程 的开挖进 度 ， 由于基 ｌ ２ （ ）
坑 降水 可能 一］ （ Ｉ … （ ｒ ） ２ ）
策 ， 降水工程设 计 的主要 任务 。由于计 算 机技 术 的迅 速发 展 ， 确 定 ： 是 使利用计算 机实现降水预测 的可视 化越来越便利 。 承压完整井群井公式 ：
基坑 工程既涉及土力学典 型的强度 与稳定 问题 ， 又包 含 了变 形 问题 ， 同时还涉及 到土与支护结 构 的共 同作用 。对这些 问题 的
Ａｂｔａｔ Ｔ ｅｐｐ ｒ ｘ ｌ ｅ ｅｕ ｄｒｒｕ ｄｗ ｔ ｒｂｅ ｅ ｅｐｆｕ ｄｔ ｎｐｔ ｒ ｅｔ， ｎｌｚｓ ｈ ｆ ｅｃ ｆｈ ｎ ｅｇｏｎ ａ ｓ ｃ： ｈ ａ ｅ ｐｏ ｓｈ ｎ ｅｇｏｎ ａｅ ｐｏｌ ｉ ｔ ｅ ｎ ａｉ ｉｐｏ ｃ ａａｙｅ ｅｉ ｕｎｅｏ ｅｕ ｄｒ ｕ ｄｗ — ｒ ｅ ｒ ｔ ｒ ｍｓｎ ｈ ｄ ｏ ｏ ｊ ｓ ｔ ｎ ｌ ｔ ｒ ｔｒ ｎｔｅｆ ｎ ａｏ ｉｐｏ ｃ ｎ ｅｒａｏ ｓｏ ｅ ｎ ｉ ｅｉｇａｃ ｅ ｔ，ｎｒｄ ｃｓｈ ｅｓｒｓ ｈｃ ｆ ｃ ｔｅｕｄ ｒ ｏ ｎ ａ ｒ ａｄ ｅ ｈ ｕ ｄ ｔ ｎｐｔ ｒ ｅｔ ａｄｔ ｓｎ ｒｈ ｇ ｅｒ ｃｉ ｎｓ ｉｔ ｕ ｅ ｅｍ ａｕｅ ｗ ｉ ａ ｅｔｈ ｎ ｅｇ ｕ ｄｗ ｔ ， ｎ ｏ ｏ ｉ ｊ ｓ ｈ ｅ ｆ ｔ ｅ ｎ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｆ ｒ ｅ ｉｕｔ ｔｓ ｈ ｃ ａ ｃｎｔ ｃ ｏ ｃ ｅ ｅ ｃｏｄｎ ｅｐｏｌ ｅｕ ｄｒ ｏ ｎ ａ ｒｐｏ ｃｓ ｎ ｏ ｂｎｎ ｅｅ ｇ ｅｒ ｇｆｃ ， Ｏ ｌ ｓ ａｅ ｅｆ ｔ ｌ ｏｓ ｕｔ ｎｓｈ ｍ ｓａｃｒｉｇｔ ｔ ｒ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅｇ ｕ ｄｗ ｔ ｒ ｅｔ ａｄｃｍ ｉｉｇ ｈ ｎ ｉ ｅｉ ｔ Ｓ ｌ ｒ ｔ ａｕ ｒ ｉ ｏｈ ｂ ｍｓ ｎ ｈ ｒ ｅ ｊ ｔ ｎ ｎ ａｓ
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（） ３
认识 及对 策的研究 ， 是随着土力学 理论 、 计算分 析技 术 、 试仪 器 测 以及施 工机械 、 工技术 的进 步而逐步完 善 的 。计算 机技术 的 施 迅猛发展 为在基坑开挖 中利用数值 方法奠定 了基础 ， 视化技 术 可
潜 水完整井群井公式 ：
周 围环 境 的 影 响 。
关键词 ： 基坑降水 ， 值 ， 效性 评价 ， 插 有 数值模 拟
中图分类号 ： Ｕ ６ Ｔ ４３ 文献标识码 ： Ａ
要解决实 时预测问题 ， 要利用非稳定井流 的计算 公式 。 则需 随着我 国国民经济 和城市建设 的快速 发展 ， 高空和 地下 空间 题 ， 资源 越来越多地被 加以开发利用 ， 尤其深 基坑 的开挖几 乎都 涉及 １ ２ 非 稳 定 流 ． 到降水问题 。控制 地下 水位 对保证 基坑 工程 及相邻 建 （ ） 构 筑物 基坑降水设计 的原理是基于地下 水动力 学渗流 理论 ， 降水 过 的安全至关重要 。准确预测任意位 置水位 降深 ， 采取 环境保 护对 程 中基 坑 内、 任 意点 、 意 时刻 水 位 降深 计 算 可按 下 列 方 法 外 任
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５ ・ ６
第３ ７卷 第 ２ １期 ２０１ １年 ７ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＥＣ ＵＲＥ Ｔ Ｔ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ２１ １３ ． Ｊ １ ２ １ ｕ． ０１
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ １ ２ —０ ６ ０ １０ — ８ ５ ２ １ ） １０ ５ — ２
基 坑 降 水 过 程 数 值 模 拟
刘 斌
摘 要 ： 绍 了干扰 群 井基坑 降水设 计 中基坑及周 围地 下水位 实时预测 方法。通过 交叉验证 对插 值 方法进行 有效性 评 介
价， 选择 出最合适的插值方 法， 并在此基础 上 ， 实现基坑 降水过程 的数值模拟 ， 方 法可指 导基坑 开挖、 该 分析 降水 工程对