本文關(guān)鍵詞：考慮初始水力坡度和層間補給的降水引起地面沉降研究　出處：《中國建筑科學(xué)研究院》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：降水是基坑工程中最常用的地下水控制措施,目的是保證施工時基坑面以上無地下水滲流,但在有些地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件下會引起基坑周邊發(fā)生地面沉降,可能對臨近建筑和管線等設(shè)施造成破壞,引起嚴重的后果。預(yù)測降水引起的地面沉降已成為工程界面臨的一項重要課題。實際工程中的地層為層狀地層,常常是含水層和弱透水層交互存在,所以采用基于裘布依假定的降水計算方法不能反映地下水在層狀地層的真實滲流狀態(tài)。另外黏性土中可能存在的初始水力坡度會改變降水后黏性土的孔壓消散程度及消散深度,進而會減弱黏性土層的固結(jié)壓縮變形。目前的基坑降水引起地面沉降的計算方法還沒有考慮以上因素的影響。本文通過自主研制的滲流模型箱開展了不同弱透水夾層的層狀含水層滲流試驗,研究了夾層滲透性、水頭差及含水層厚度等因素對層狀含水層滲流場的影響。采用VB.net語言編制了層狀含水層的二維剖面有限元分析程序,并與經(jīng)典方法及試驗結(jié)果進行了對比。通過GDS固結(jié)儀研究了不同土的初始水力坡度問題。提出了基于滲流場分析和考慮初始水力坡度的降水引起地面沉降計算方法。本文主要研究成果如下：(1)通過考慮層間滲流的有限元方法、經(jīng)典方法計算的自由水面線與實測結(jié)果對比表明,考慮層間滲流的有限元方法與試驗結(jié)果吻合程度較高,而經(jīng)典方法只在某些特定條件下才具有足夠的精度。說明考慮層間滲流補給的有限元方法更適用于實際工程降水的滲流計算。(2)提出基于滲流場分析和考慮初始水力坡度的降水引起地面沉降計算方法。工程實例計算結(jié)果表明考慮初始水力坡度方法計算的黏性土的沉降量明顯小于經(jīng)典方法的計算結(jié)果,初始水力坡度越大,黏性土層厚度越大,則減小越顯著。(3)GDS固結(jié)儀滲透試驗結(jié)果證明黏性土中存在初始水力坡度。初始水力坡度的數(shù)值主要受土類和孔壓大小的影響。(4)弱透水層的滲透性對相鄰上含水層水面線和下含水層的水頭線均有影響。含水層與弱透水層滲透系數(shù)之比越大,則上含水層水面線越高,而下含水層水頭線越低。(5)上含水層厚度越小,則水面線越容易出現(xiàn)“斷流”現(xiàn)象。當(dāng)上含水層水面線出現(xiàn)“斷流”現(xiàn)象時,不同上含水層厚度對應(yīng)的水面線近似為平行線。上含水層厚度越大,則越容易出現(xiàn)“疏不干”現(xiàn)象。(6)當(dāng)水位高于弱透水層頂板時,夾層土性對滲流場的水頭分布影響較小,各種土性的夾層條件下滲流場的形態(tài)與均質(zhì)土基本接近。當(dāng)水位降深低于弱透水層底板時,水頭差越大,弱透水層土性對滲流場的影響也就越大。
【學(xué)位授予單位】：中國建筑科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU433
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本文編號：1332013