基于变渗透系数的深基坑单井抽水沉降研究.pdfVIP

JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 1004—9665／2014／22(6)-1123-05 DOI：10．13544／j．cnki．jeg．2014．06．016 基于变渗透系数的深基坑单井抽水沉降研究 刘 波①② 张 功① 江永华① 张民程① 宋常军③ (①中国矿业大学 (北京)力学与建筑工程学院 北京 100083) (②深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 北京 100083) (③交通运输部公路科学研究院公路交通工程研究中心 北京 100088) 摘 要 地下水抽采是造成地表沉降的重要原因。基于弹性多孔隙介质 Konzeny—Carman渗透模型 ，考虑地层在抽水过程中 变形导致土层内部物理力学性质的改变，建立了基于土体应变的变渗透系数模型，并引入了渗透影响系数概念。运用有限元 多物理场耦合软件 COMSOL建立模型，采用 Darey渗流模式与弹性多孔隙介质完全耦合方法 ，研究了抽水过程中地层沉降量 与渗透影响系数以及渗透系数的变化规律 ，并与实测沉降值进行对比。研究表明，采用考虑土体变形的变渗透系数模型所计 算的沉降量与实测沉降变形较好地吻合，该模型能更好地反映抽水过程中沉降动态过程。 关键词 渗透系数 抽水 沉降量 渗透影响系数 中图分类号 ：TU443 文献标识码：A SETTLEMENT RESEARCH oN SINGLE PUMPING W ELL oF FOUN． DATIoN PIT USING CHANGEABLE PEI EABILITY CoEFFICIENT M oDEL LIUB0①② ZHANGGong① JIANGYonghua① ZHANGMincheng① SONGChangjun③ ((~)SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Be~iing)，Bejiing 100083) (~StateKeyLaboratoryofDeepGeomechanicsand UndergroundEngineering，Be~jing 100083) ((~)ResearchCenterofHighwayTrafficEngi~ering，ResearchInstituteofHighwayMinistryofTransport，Beijing 100088) Abstract Groundwaterpumping iSan importantfactorforsurface settlement．Based on theKonzeny—Carman seepagemodelofelasticporousmedium，amodifiedmodelwithchangeablepemr eabilitycoefficientusingsoilstrain isestablishedthroughconsiderationofsoilinternalchangesofphysicalandmechanical propertiesintheprocessof thestratadefomr ation duetowaterpumping．A conceptofpemr eability influentialcoefficientisthen introduced． Usingthemulti-physicalfield coupling finite elementsoftwareCOMSOL，a three·dimensionalmodelisbuiltto analyzethevariationlaw amongsoilsettlementandpemr eabilitycoefficientandinfluentialcoefficient．Themodelis basedonthecompletelycoupledmethodofDarcyseepageandelasticporousmedium ，andcomparesthemeasured settlementdatawith calculatedvalues．Theresultsshow thatthecalculatedvaluesusingthemodifiedchangeable permeabilitycoefficientmodelagreefairlywellwiththeactualmeasuredvalues．Thismodelcanbetterreflectthe 收稿 日期 ：