[發明專利]止水帷幕作用下定水位抽水時降水井抽水量的確定方法

有效

• 申請號: 201510659002.6
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN105297752B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 沈水龍;武永霞;袁垚;吳懷娜
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02D19/10
• 分類號: E02D19/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 徐紅銀,郭國中

1.一種止水帷幕作用下定水位抽水時降水井抽水量的確定方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

第一步、通過鉆孔取土方法，獲取基坑工程施工現場的土層劃分信息，隨后對獲取的施工現場土樣進行室內常規試驗，得到施工現場各土層的相關物理力學參數和承壓含水層信息；

第二步、結合基坑設計及降水方案，確定基坑設計信息、降水井信息；

第三步、確定基坑內單口降水井定水位抽水時，降水井的抽水量Q；

降水井的抽水量Q按照以下步驟確定：

①確定基坑內降水井中心到基坑內側邊緣任一點的水平距離r₁及降水井中心到基坑外側邊緣任一點的水平距離r₂；

②確定止水帷幕作用下承壓含水層的厚度b(r)；

③根據達西定律和水量守恒原理，確定降水井抽水時，地下水通過止水帷幕下方進入基坑時承壓含水層任一點的承壓水位h(r)：

④針對上述步驟③，結合止水帷幕兩側水位邊界條件確定降水井的抽水量Q；

所述的h(r)滿足以下公式：

$h\left(r\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}\ln r+c_1& r_w\≤r\≤r_1\\ \frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_c(b-b_b)}\ln r+c_2& r_1\<r\≤r_2\\ \frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}\ln r+c_3& r_2\<r\≤R\end{array}\right.$

式中：Q為降水井的抽水量，k_c為承壓含水層的滲透系數；b為承壓含水層厚度，b_b為止水帷幕插入承壓含水層的厚度；r_w為降水井半徑；R為降水井影響半徑；h₀為承壓含水層的初始水位，h_w為抽水后的降水井水位；c₁、c₂、c₃為待定常數，上述表達式結合邊界條件：h(r_w)＝h_w,h(R)＝h₀，求解出c₁、c₃與降水井抽水量相關的表達式，具體的：

$c_1=-\frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}lnr+h_w$

$c_3=-\frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}lnr+h_0;$

h(r)的表達式結合止水帷幕兩側水位邊界條件：h(r₁)＝h₁,h(r₂)＝h₂，確定待定常數c₂和降水井的抽水量Q：

所述的c₂滿足以下公式：

$c_2=-\frac{b(h_{w}ln{r}_2-h_{0}ln{r}_1)+(b-(L_1-L\left)\right)\[h_{0}ln(r_{1w}/r)-h_{w}ln(r_2/R)\]}{bln(r_1/r_2)-(b-(L_1-L\left)\right)ln(r_{1}R/(r_w{r}_2\left)\right)}$

所述的Q滿足以下公式：

$Q=\frac{2{\mathrm{\πk}}_{c}b(b-(L_1-L\left)\right)(h_w-h_0)}{bln(r_1/r_2)-(b-(L_1-L\left)\right)ln(r_{1}R/(r_w{r}_2\left)\right)};$

其中：L₁為止水帷幕埋置深度，L為承壓含水層頂板埋置深度。