井点降水引起地面沉降计算研究学生参考课题论文.docxVIP

学号：09201030104姓名：黄云班级：勘查一班井点降水引起地面沉降计算研究(注意：此文档需要用word2007打开，wps打开可能会使公式图像等显示异常)摘要：井点降水是最常用的人工降低地下水位的方法，根据井点降水的理论基础，结合工程实际的调查研究，用半理论半统计的方法研究井点降水引起的地面沉降。通过几种典型的不同类型的井点降水的分析，给出其沉降的相关计算。关键词：井点降水地面沉降喷射井点计算研究一、前言井点降水，是人工降低地下水位的一种方法。故又称“井点降水法”在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。不同地点的地层结构、岩性特点以及承压水头下降的历时和大小 ,决定该地点的沉降范围、幅度以及沉降速率 ,并且大多数的沉降变形表现为非弹性的永久性变形。与地下构筑物施工引起的地面沉降相比较 ,降水引起地面沉降的值不一定很大 ,但其持续时间长 ,影响范围大。井点降水对地面沉降的影响，对施工决策有重要意义。常见有以下几种方法：轻型井点：轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径38—5mm，长5—7m的钢管）至蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工过程中要不断的抽水，直至施工完毕；喷射井点：当基坑较深而地下水位又较高时，采用轻型井点要采用多级井点，这样，会增加基坑挖土两、延长工期并增加设备数量，显然不经济的。因此，当降水深度超过8m时，宜采用喷射井点，降水深度可达8--20m。喷射井点的设备，主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成；电渗井点：对于渗透系数很小的土（K小于0.1m/d），因土粒间微小空隙的毛细血管作用，可以采用的方法。电渗井点是井点管作阴极，在其内侧相应地插入钢筋或钢管做阳极，通入直流电后，在电场的作用下，使土中的水流加速向阴极渗透，流向井点管。这种方法耗电多，只在特殊情况下使用。管井井点：管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。这在地下水量大的情况下比较适用；深井井点：当降水超过15m时，在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求，可加大管井深度，改采用深井泵即深井井点来解决。深井井点一般可降低水位30--40m，有的甚至可以达到100m以上。常见的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）；大口径井点和深井井点差不多，只是一个是加深度，一个是加大口径。本文主要从几个常用降水法的研究计算，来分析其影响。二、相关理论概述在降水期间。降水面以下的土层通常不可能产生明显低的固结沉降，而降水面至原地下水位面之间的土层因排水固结，会在所增加的自重应力下产生较大的沉降，地表沉降主要由这一部分沉降构成。降水引起的地面最终沉降量计算模型有很多种。2. 1　粘性土层的沉降计算具体步骤为:(1) 对沉降区地层结构进行分析, 按工程地质、水文地质条件分组, 确定沉降层及稳定层。(2) 作出地下水位随时间的实测及预测曲线。(3) 依次计算每一地下水位差值下的某土层最终沉降值……….(1) 式中, e0 为土层开始时孔隙比; H为计算土层厚度( m) ; △P 为由于水位变化而作用于土层上的应力增量( kPa) , △P = △hγw ; E0.1~0.2为当水位下降时为体积压缩模量0.1~0.2=(kpa),当水位回升时应取回弹模量Es’=;其中, a0.1~0.2为压缩系数, 当水位回升时取回弹系数as。按选定时差计算每一水位差( 应力增量) 作用下的沉降量St( mm)。St= Ut S∞式中, Ut为固结度, Ut= f ( Tv) , 对不同情况的应力, Ut有不同的近似解对于矩形应力分布(无限均布荷载) :Ut,0=1-……….(2)对于三角形应力分布:Ut,1=1-……….(3)式中,Tv为时间因素, 其值为:……….(4)式中, H为不透水面至排水面的距离( m) , 单面排水即为土层厚度, 双面排水时为土层厚度的1/2; t为时间( s) ; Cv 为土的竖向固结系数( m2/d) , 可根据压缩试验推算。……….(5)式中, k为土的渗透系数(m/d) ; e0为土层固结前的孔隙比; γw为水的容重( kN/m3) ; av为土层的压缩系数(MPa-1) ;2. 2砂层的沉降计算含水砂层一般具有良好的透水性, 变形可在短时间内完成, 不需要考虑滞后效应, 可用弹性变形一维固结公式计算:……….(6)式中,为砂层的变形量;为水位变化值; H为砂层的原始厚度。2.3 裘布依地下水二维稳流运动计算地面沉降也有随着离开基坑距离增大而减小的规律。根据公式可得到：………