某水电站厂房基坑排水井抽排效果三维有限元渗流分析
2015-12-21吴玉龙孙成祥张建海黄志刚
水利与建筑工程学报 2015年5期
吴玉龙,孙成祥,张建海,李 莉,黄志刚
(1.四川大学 水利水电学院水力学及山区河流开发与保护国家重点实验室,四川 成都610065;2.四川省清源工程咨询有限公司,四川 成都610072)
基坑防渗排水是水利水电工程中的施工难点[1-3]。目前在施工设计中,由于没有统一的设计方法,设计人员大都采用经验公式计算基坑渗水量,而采用不同的方法计算,有时结果相差几十倍[4-7]。
数值模拟是目前较为有效的方法。陶明星等[8]根据渗流场与温度场具有相同控制方程的特点,采用ANSYS软件的温度场模拟基坑工程的渗流场,分析了地下防渗墙嵌固深度对基坑渗流量和渗透力的影响,比较准确的解决了防渗墙控制基坑渗流的问题。
相比防渗墙措施,排水井的模拟难度更大。原因主要是:(1)排水井是间断分布的_,而防渗墙是连续分布的,排水井三维建模难度和工作量巨大;(2)模拟防渗墙只需要改变渗透系数即可,而模拟排水井还要在井底施加流量边界[9-12]。
纪佑军等[13]对排水井进行基坑降水有限元数值模拟时,虽然在排水井底部施加了抽排速度边界条件,但他们采用的是二维有限元方法进行计算,不能模拟三维排水井的实际情况。朱明霞等[14]对间距较小的井点采用以槽代井法处理,但对花管段的节点按出渗零压力边界条件简化处理,没有模拟排水井的抽排作用。
鉴于上述问题,本文对某深基坑排水井进行三维有限元数值模拟时,对排水井的建模采用以槽代井模型,同时在井底施加流量边界条件,在模型上更接近实际情况。……
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