软土地区二元结构地层深基坑降低承压水水位室内模型实验研究
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摘要
武汉地区二元结构软土层独特的水文地质特征决定了其深基坑降低地下承压水的特殊性。本文结合以往的研究成果，总结了降水过程中存在的一些问题，主要包括：重要设计参数，如地层渗透性、基坑降水影响半径等，设计中仅从个人经验出发取值，对有限的勘探资料进行取舍和过分地简化。这些局限使设计者不能对地下水进行科学的定量分析，盲目性较大；深基坑降低承压水引起的周边地面沉降的研究虽已取得很大的进展，但是一些主要问题仍未解决，对防渗帷幕的实际挡水效果存在不同看法；对于弱透水层的水文地质参数一直难以准确把握，影响了深基坑降水设计的正确性。
本文主要围绕武汉地区特殊的二元结构软土地层展开研究工作。就深基坑降水工程实际中出现的急待解决的问题进行了大量的试验研究，具体研究内容如下：
(一) 在实验室模拟软土地区二元结构地层，进行深基坑降水模型实验，观察地层承压地下水水流运动状态和运动规律。
(二) 利用各种精密测量仪器进行渗流量、渗透系数、水压力等水文地质参数的测定，结合已有的公式和算法，验证各种数据的取值合理性。
(三) 进行防渗帷幕模型试验，观测防渗帷幕的实际挡水效果。
(四) 模拟二元结构土层，进行土样渗流试验，观测水压的变化，研究弱透水层承压水在降水过程中的“滞后和位差”现象和问题。
(五) 利用VB语言开发程序，动态处理实验数据，绘制实验曲线。
Unique hydrogeology feature of soft soil two-layer structure in Wuhan city determines particularity of decreasing confined water in deep excavation. Combining achievements in past scientific research, this thesis summarizes some problems in the process of decreasing water ,the problems contains: important parameters such as percolation coefficient, interfering radius etc; designers get parameters from their experience and make their choice of limited prospecting materials too simply, because of the limits, designer can't make quantitative analysis on groundwater; differences on breakwater effect of setting water-tight screen is still existed, although research evolvement in this field is done; they can't grasp the hydrogeology parameters accurately in that it influences rightness of designing in deep excavation water-decreasing.
The thesis makes model experiment on imminent problems existed in deep excavation water-decreasing project, the concrete contents is as follows:
(1) Soft soil two-layer structure stratum is simulated, deep excavation water-decreasing model test is carried on and the law of water motion is observed depending on precise instruments.
(2) In order to validate the rightness of the parameters, hydrogeology parameters is measured, such as discharge, percolation coefficient and hydraulic pressure using the precise instruments and existing formula and arithmetic.
(3) Water-tight screen model experiment is done and based on it, its actual effect is surveyed.
(4) Water flow model experiment is made and hydraulic pressure variation is observed, "the detainment and displacement "of semipervious aquifers in the process of decreasing water is also studied.
(5) Based on VB program, the experiment data is handled dynamically and test curves is drew.
本文主要围绕武汉地区特殊的二元结构软土地层展开研究工作。就深基坑降水工程实际中出现的急待解决的问题进行了大量的试验研究，具体研究内容如下：
(一) 在实验室模拟软土地区二元结构地层，进行深基坑降水模型实验，观察地层承压地下水水流运动状态和运动规律。
(二) 利用各种精密测量仪器进行渗流量、渗透系数、水压力等水文地质参数的测定，结合已有的公式和算法，验证各种数据的取值合理性。
(三) 进行防渗帷幕模型试验，观测防渗帷幕的实际挡水效果。
(四) 模拟二元结构土层，进行土样渗流试验，观测水压的变化，研究弱透水层承压水在降水过程中的“滞后和位差”现象和问题。
(五) 利用VB语言开发程序，动态处理实验数据，绘制实验曲线。
Unique hydrogeology feature of soft soil two-layer structure in Wuhan city determines particularity of decreasing confined water in deep excavation. Combining achievements in past scientific research, this thesis summarizes some problems in the process of decreasing water ,the problems contains: important parameters such as percolation coefficient, interfering radius etc; designers get parameters from their experience and make their choice of limited prospecting materials too simply, because of the limits, designer can't make quantitative analysis on groundwater; differences on breakwater effect of setting water-tight screen is still existed, although research evolvement in this field is done; they can't grasp the hydrogeology parameters accurately in that it influences rightness of designing in deep excavation water-decreasing.
The thesis makes model experiment on imminent problems existed in deep excavation water-decreasing project, the concrete contents is as follows:
(1) Soft soil two-layer structure stratum is simulated, deep excavation water-decreasing model test is carried on and the law of water motion is observed depending on precise instruments.
(2) In order to validate the rightness of the parameters, hydrogeology parameters is measured, such as discharge, percolation coefficient and hydraulic pressure using the precise instruments and existing formula and arithmetic.
(3) Water-tight screen model experiment is done and based on it, its actual effect is surveyed.
(4) Water flow model experiment is made and hydraulic pressure variation is observed, "the detainment and displacement "of semipervious aquifers in the process of decreasing water is also studied.
(5) Based on VB program, the experiment data is handled dynamically and test curves is drew.
引文
[1] 孙更生等，软土地基与地下工程，中国建筑工业出版社，1984。(5)
[2] 覃祖淼，中国东部城市深基坑开挖的环境效应及预测对策研究，中国科学院地质研究，所硕士论文，1996(6)
[3] 王吉望，今日深基坑工程，施工技术，1999(1)
[4] 刘晓键，软土二元结构深基坑深井降水理论与应用研究，学位论文，1999(5)
[5] 李启民等，我国深基坑工程事故的综合分析，科技情报开发与经济，1999(2)
[6] 顾宝和等，基坑工程若干基本问题的讨论，建设部综和勘测研究设计院，1997(3)
[7] 郑庆怀等，粉细砂层在高层建筑基坑开挖中岩土工程问题讨论，岩土力学与工程学报，1998(3)
[8] 张明义等，基坑降水引起地面沉降的观测，计算及砂类土沉降修正系数值的讨论，1998(8))
[9] 高伶琴，深基坑开挖环境效应的控制对策研究，岩土力学与工程学报，1997(3)
[10] 杨育文，武汉地区深基坑工程支护选型专家知识分析，岩土力学与工程学报，1999(2
[11] 孔德璇，单井抽水水位恢复曲线研究，中国矿业大学出版社，1991
[12] 江菊英，室内渗透试验异常现象及实例分析，西部探矿工程，2000(3)
[13] 都海江等，上海地铁车站软土深基坑工程环境保护综合技术，1998(2)
[14] 李永胜，深基坑相邻房屋的沉降观测，地下空间，1997(9)
[15] 沈珠江，软土工程特性与软土地基设计，岩土工程学报，1998(1)
[16] 温国炫等，武汉地区工程地质条件综述，1998(2)
[17] 孙淑贤，深基坑周围地下水渗流破坏影响因素分析，长春科学技术大学学报，1998(10)
[18] 李国维等，深基坑开挖引发的环境工程地质问题及其防治措施，华北水利水电学院院报，1998(12)
[19] 赵维炳等，软土渗基坑施工中深层土体水平位移测试，大坝观测与土工测试，1997(8)
[20] 胡立平，基坑降水形式的选用与施工，电力建设，1998(7)
[21] 王庆良等，抽水引起的含水层水平运动及其在地质灾害分析中的运用，地震学报，1997(6)
[22] 孙淑贤，考虑渗流力的基坑涌砂分析，工程勘察，1998(2)
[23] 王翠微等，某工程引起相邻建筑物论降变形的初步分析，工业建筑，1997(8)
[24] 侯伟生，近河砂土地渗基坑支护基地下水控制，地质与勘测，1999(1)
[25] 徐珂等，特大型深基坑的成功支护和止水，工程勘察，1993(3)
[26] 孙成峰，浅谈深基坑工程施工问题及其防制措施，中州煤炭，1998(4)
[27] 张优闯等，基坑开挖降水引起周围地表沉降分析，建筑科学，1997(1)
[28] 杨崇礼等，Visual Basic6.0程序设计实用教程，中国民航出版社，2000(4)
[29] Kris Jamsa等著，高仁忠等译，Visual Basic6.0程序设计技巧1001例，1999(2)
[30] 史佩栋，深基坑工程技术现状，岩土工程，1998(3)
[31] 吴昌瑜等，深基坑开挖中降水设计问题，岩土工程学报，1999(5)
[32] 谢爱国等，深基坑工程周边建筑物沉降的控制，中国地质灾害与防治学报，1998(3)
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[36] 王建军等，武汉晚报高层住宅和印报车间综合楼基坑喷锚支护，降水与监测实录，1995，(5)
[37] 马梅英等，土工实验室测定技术，水利电力出版社，1987
[38] 陈雨孙等，抽水试验原理与参数测定，水利电力出版社，1985
[39] 苏景中，汉口软土地区深基坑降低承压水水位的基本方法和国贸工程降水实例，1999(8)
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[48] Garry Grimestad, Analysis of Data from pumping tests in anisotropic aquifers: Equations and Graphical Solution, Water Resources Reserch, 1995, 31(4)
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[52] 汪荣鑫，随机过程，西安：西安交通大学出版社，1987
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[57] 卢建等，复杂周边环境及地质条件下深基坑的支护，开挖及监测，施工技术，1999(1)
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[60] 刘祖德，武汉地区高层建筑深基坑中两大关键技术问题，吴玉山编：高层建筑基础工程技术，北京：科学出版社，1995