[发明专利]一种潮汐环境基坑降水过程中的地下水位模拟方法

说明书

本发明提供了一种潮汐环境基坑降水过程中的地下水位模拟方法，属于动态地下水环境模拟技术领域。本发明依据地勘实测地层分布情况和海岸线与基坑距离，利用FLAC 3D数值分析软件，建立基坑截面数值模型，在基坑截面数值模型靠海侧边界施加海平面高度随时间变化曲线，得到与实测数据相似的随潮汐滞后波动的场地地下水位，在此基础上进行基坑降水模拟，更加准确模拟潮汐环境下基坑降水过程。

技术领域

本发明属于动态地下水环境模拟技术领域，尤其涉及一种潮汐环境基坑降水过程中的地下水位模拟方法。

背景技术

在基坑降水过程中，场地地下水位是影响基坑降水效果的关键。目前对潮汐环境基坑降水过程的地下水位处理主要为设置高、中、低三种静态水位分别对降水过程进行分析，但这种方法无法描述海平面潮涨潮落时的地下水位变化过程，进而无法准确得到潮汐状态下临海基坑降水时结构的动态受力情况。本发明基于这个原因，利用FLAC 3D数值分析软件自带的fish语言，在模型边界生成随时间变化的动态海平面曲线函数，模拟受潮汐环境影响的动态地下水位，更加准确的模拟潮汐环境下基坑降水效果。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种潮汐环境基坑降水过程中的地下水位模拟方法，解决了潮汐环境下基坑降水过程中地下水模拟方法不足的问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种潮汐环境基坑降水过程中的地下水位模拟方法，包括以下步骤：

S1、测量基坑距离海岸线的距离，并在基坑外围打入地下水位观测孔，观测地下水位变化状态和海平面高程变化状态；

S2、根据所述地下水位变化状态和海平面高程变化状态，以及设计基坑形式、位置和场地地质剖面情况，建立基坑截面数值模型，以完成基坑所处场地的地层初始自重平衡；

S3、在所述基坑截面数值模型以及地层初始自重平衡基础上进行基坑在静水环境下开挖降水过程的模拟，直至开挖至坑底；

S4、继续保持坑内降水，同时在基坑截面数值模型靠海侧边界施加海平面高度随时间变化曲线，得到与实测数据相似的随潮汐滞后波动的场地地下水位，完成潮汐波动地下水环境下基坑降水的模拟。

本发明的有益效果是：本发明依据地勘实测地层分布情况和海岸线与基坑距离，利用FLAC 3D数值分析软件，建立合适的数值模型，在模型靠海侧边界施加海平面高度随时间变化曲线，得到与实测数据相似的随潮汐滞后波动的场地地下水位，在此基础上进行基坑降水模拟，更加准确模拟潮汐环境下基坑降水过程，且操作简单，易于运用。

进一步地，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、通过卫星地图和现场测距，测量基坑靠海侧止水帷幕边缘至海岸线距离；

S102、根据所述距离，在止水帷幕外打设地下水位观测孔；

S103、通过所述地下水位观测孔，判断是否发现地下水位存在随潮汐产生滞后波动规律，若是，则观测得到地下水位变化状态和海平面高程变化状态，并进入步骤S2，否则，重复步骤S103。

上述进一步方案的有益效果是：明确基坑与海岸线位置关系，对基坑所处位置是否受潮汐影响和是否具有研究价值进行判断。

再进一步地，所述步骤S2包括以下步骤：

S201、根据所述地下水位变化状态和海平面高程变化状态，确定地下水位的平均值；

S202、根据基坑形式和距离海岸线距离，以及设计基坑形式、位置和场地地质剖面情况，建立基坑截面数值模型，并根据平均值对基坑截面数值模型赋予初始平均地下水位，利用地勘信息对所述基坑截面数值模型的地层的物理力学和渗流材料参数进行赋值，约束前、后、左、右以及下五个边界，进行初始力学平衡计算完成基坑所处场地的地层初始自重平衡。