滲流有限元數(shù)值計(jì)算及其在基坑工程中的應(yīng)用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、基坑涌水量計(jì)算是合理設(shè)計(jì)降水方案的關(guān)鍵,而確定降水影響半徑是計(jì)算基坑涌水量的關(guān)鍵。在現(xiàn)行規(guī)范中,降水影響半徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,有時(shí)計(jì)算結(jié)果誤差較大。在水文地質(zhì)條件已知的情況下,基坑滲流場可以簡化為Laplace方程的定解問題。理論上有限元法可以準(zhǔn)確計(jì)算基坑滲流場,然而由于溢出邊界未知,無法在計(jì)算前對(duì)其定義,影響了計(jì)算精度。因此,求解溢出邊界是準(zhǔn)確計(jì)算基坑滲流場降水半徑等參數(shù)的前提。論文對(duì)降水影響半徑等問題進(jìn)行了研究,主要成果如下:

2、> ?。?)從能量角度出發(fā),提出基于能量損失率極大值確定滲流溢出點(diǎn)的一種方法,將使?jié)B流場水平方向能量損失率達(dá)到極大值的溢出點(diǎn)認(rèn)定為真實(shí)溢出點(diǎn)。與虛單元法、等效滲透系數(shù)法、單元矩陣調(diào)整法等方法中溢出點(diǎn)的確定方法相比,本文方法有物理意義明確、不需迭代、容易收斂的優(yōu)點(diǎn)。
  (2)編制了能量損失率極大法計(jì)算穩(wěn)定滲流問題的有限元計(jì)算Fortran程序。利用該程序計(jì)算了有試驗(yàn)解和解析解的二維、三維模型,所求溢出點(diǎn)與真實(shí)位置的相對(duì)誤差僅為1.

3、29%、1.67%、0.98%;與節(jié)點(diǎn)虛流量法、初流量法、改進(jìn)初流量法、改進(jìn)截至負(fù)壓法、改進(jìn)丟單元法計(jì)算的溢出點(diǎn)位置對(duì)比,本文算法的相對(duì)誤差較小,具有很高的精度。
  (3)通過對(duì)基坑涌水量計(jì)算模型的分析,降水影響半徑與滲流溢出點(diǎn)屬于滲流場模型的兩個(gè)相關(guān)變量,即在地下水位確定時(shí),已知兩者中的一個(gè)就可以求解另一個(gè)。將基于能量損失率極大值確定滲流溢出點(diǎn)方法應(yīng)用于基坑降水影響半徑的計(jì)算,對(duì)兩個(gè)基坑工程實(shí)例進(jìn)行有限元數(shù)值計(jì)算,算得其降水影

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