[发明专利]确定基坑开挖面上方止水帷幕渗漏对周边环境影响的方法

摘要

本发明提供了一种确定基坑开挖面上方止水帷幕渗漏对周边环境影响的方法，该方法根据土层信息及基坑资料，观测的止水帷幕渗漏情况，现场测定渗漏处的渗漏面积及实际渗漏量；建立三维有限元模型，在模型的相应位置按照渗漏面积设置自定义渗漏单元，并参照三维模型中渗漏量与渗透系数的相关关系图确定渗漏位置的渗透系数；对自定义渗漏单元设置渗漏位置的渗透系数，依次模拟基坑开挖、渗流固结，最终确定基坑开挖面上方止水帷幕渗漏引起的基坑周围地下水位及地面沉降量。本发明方法简单，便于推广，具有很大的应用价值；该方法适用于基坑开挖面上方止水帷幕渗漏的问题。

主权项

一种确定基坑开挖面上方止水帷幕渗漏对周边环境影响的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：第一步，对基坑进行现场勘查，确定土层划分信息及地下水分布情况，并通过钻孔取土进行室内土工试验，获取土层的物理力学参数；第二步，获取基坑平面尺寸、开挖深度，以及止水帷幕厚度、埋置深度、弹性模量、渗透系数，确定考虑强度折减效应的止水帷幕等效弹性模量E’；第三步，观测基坑开挖面上方止水帷幕的渗漏情况，记录渗漏位置、渗漏形态，确定止水帷幕渗漏处渗漏面积D、实际渗漏量Qk；第四步，采用有限元分析软件建立基坑开挖面上方止水帷幕渗漏的三维流固耦合模型；依据现场调查，在三维流固耦合模型相应的渗漏位置按照渗漏面积设置自定义渗漏单元，模拟基坑开挖过程；所述的自定义渗漏单元是指具有一定渗透性和刚度的二节点线单元，该自定义渗漏单元与三维模型中的实体单元共节点，且有三个基本参数：渗漏面积Dz、渗漏位置的渗透系数k和弹性模量E；其中：渗漏面积Dz由第三步中实测的渗漏面积D确定，满足公式：Dz＝D/n，式中n为止水帷幕渗漏位置所经过的网格节点；渗漏位置的渗透系数k通过设定不同数量级的渗透系数kj来确定；第五步，对自定义渗漏单元假设不同数量级的渗透系数kj，激活基坑开挖面上方止水帷幕内侧的渗流边界，确定止水帷幕在各个工况下渗漏一段时间后的渗漏量Q；第六步，建立笛卡尔直角坐标系，横轴为不同数量级的渗透系数kj，纵轴为渗漏量Q，作出渗漏量Q与渗透系数kj的相关关系图，并根据关系图确定现场测定的实际渗漏量Qk对应渗漏位置的渗透系数k；第七步，对三维流固耦合模型中的自定义渗漏单元设置渗漏位置的渗透系数k，进行渗流固结模拟，确定基坑开挖面上方止水帷幕渗漏引起的基坑周围地下水位及地面沉降量。