[发明专利]悬挂式帷幕承压水基坑定流量抽水三维流场水位分布确定方法

摘要

本发明公开了悬挂式帷幕承压水基坑定流量抽水三维流场水位确定方法，该方法在承压含水层地质勘探资料以及降水方案资料的基础上，将渗流场分为7个渗流区域，基于各区域满足达西定律和流量均衡定律，推导了单井和群井定流量降水下承压含水层各区域的水位分布。本发明可全面求解基坑降水井降水形成的三维渗流场的整体分布状态，为悬挂式帷幕下基坑定流量降水对周边环境的影响预测分析提供了可靠的依据。

主权项

1.一种悬挂式帷幕承压水基坑定流量抽水三维流场水位确定方法，其特征在于：所述悬挂式帷幕承压水基坑定流量抽水三维流场水位确定方法包括以下步骤：1)确定初始计算尺寸；所述初始计算尺寸的具体确定方式是：依托地质勘探资料和降水、止水帷幕设计方案资料，确定承压含水层的厚度M；止水帷幕嵌入承压含水层的深度M_u；止水帷幕底端离承压含水层底部的距离M_n；承压含水层的初始水位高度H；圆形基坑内缘半径r₀；圆形基坑外缘半径r_a；降水井滤管设计长度l_d；所述降水井滤管设计长度是降水井深入承压含水层的深度；并得到相应的阻隔层厚比α＝M_u/M；r为计算点距离基坑中心轴的平面距离；2)确定承压含水层的渗透性，所述承压含水层的渗透性的具体确定方式是：在基坑范围外通过钻孔取土方法采集原状土，并利用采集的土样进行室内渗透试验，结合地质勘探资料中渗透性，确定承压含水层的竖向渗透系数k_v和径向渗透系数k_h，并得到竖、径向渗透系数比ε＝k_v/k_h；3)将承压含水层渗流场划分为7个渗流区域，所述承压含水层的渗流区域包括区域I、区域II、区域III、区域IV、区域V、区域VI以及区域VII；所述区域I是降水井影响区边界至水平流区边界的圆筒径向渗流区域；区域II是止水帷幕外侧、水平流区边界以内、止水帷幕底端平面以上的三维渗流区域；区域III是止水帷幕外侧、水平渗流边界以内、止水帷幕底端平面以下的三维渗流区域；区域IV是止水帷幕阻隔范围下部的径向渗流区域；区域V是基坑范围内、止水帷幕底端平面以下的三维渗流区域；区域VI是止水帷幕内侧、止水帷幕底端平面以上、降水井滤管底端平面以下的竖向渗流区域；区域VII是止水帷幕内侧、降水井滤管底端以上、承压含水层顶部以下的三维渗流区域；4)求解基坑外侧由帷幕阻隔引发的止水帷幕外侧的三维流区域半径R_l以及水平渗流边界半径R_b；5)设定基坑总涌水流量Q后，求解得到区域I的水平渗流影响半径R、降水总影响半径R_y、区域I的水平流水位分布h^I(r)以及水平流边界水位h_b；6)计算由区域I水平进入区域II和区域III的流量，并设定区域II和区域V的径向流量变化形式；7)分别求解区域II的三维流水位分布h^II(r,z)以及区域III的三维流水位分布h^III(r,z)；8)求解区域IV的径向水平流水位分布h^IV(r)；9)求解区域V的三维流水位分布h^V(r,z)；10)求解区域VI的竖向流水位分布h^VI(r,z)；11)求解区域VII的三维流水位分布h^VII(r,z)，所述区域VII的三维流水位分布h^VII(r,z)是最终水位。