[发明专利]一种基坑渗透系数的计算方法及其自动化监测装置

摘要

本发明公开了基坑渗透系数的自动化监测装置，包括水位计、水泵、水管、水表以及远程控制设备，水位计用于测量渗水的压力和水位，水泵通过所述水管将水位管中的渗水排出，水表连接至水泵上用于测量抽水量，远程控制设备包括信息采集模块、GPRS通信模块以及远程处理中心，信息采集模块采集压力信息和水量信息并通过GPRS通信模块发送给远程处理中心，远程处理中心接收和处理的接收的信息并获得水位和渗透系数。本发明的基坑渗透系数的方法包括三维数值建模、抽水的数值实验以及实际监测分析，用最小二乘法对抽水量、渗透系数和水压力的关系进行拟合，并根据实际测量的抽水量、水压力获得基坑是实际渗透系数。

主权项

一种基坑渗透系数的计算方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、建立抽水过程渗流的三维数值模型：在远程服务器上运用渗流三维有限元分析软件，依照具体工程案例，建立基坑水位抽水过程渗流的三维数值模型，对该三维数值模型网格划分，设置分析地层范围内地下水表面的初始条件为水平，赋值模拟单井抽水的条件；S2、进行抽水的数值试验：在远程服务器上，对S1中建立的抽水过程渗流的三维数值模型的渗透系数K分别赋予不同的值：K＝k1、k2…kn根据实际工程中水泵的抽水速率设定软件仿真过程中的抽水速率q，针对设定的每个渗透系数K设定一组抽水时间，即K＝k1时：T＝t11、t12…t1m，K＝k2时：T＝t21、t22…t2m，…K＝kn时：T＝tn1、tn2…tnm，计算得出对应抽水时间的抽水量Q：K＝k1时：Q＝q*t11、q*t12…q*t1m，K＝k2时：Q＝q*t21、q*t22…q*t2m，…K＝kn时：Q＝q*tn1、q*tn2…q*tnm，利用渗流三维有限元分析软件计算出不同渗透系数时水位管内渗水的水位在不同抽水时间内的下降量△H：K＝k1时：△H＝△h11、△h12…△h1mK＝k2时：△H＝△h21、△h22…△h2m…K＝kn时：△H＝△hn1、△hn2…△hnm得到多组渗透系数K与水位下降量△H和抽水量Q的对应关系的数组Z＝[Q、△H]：K＝k1时：Z＝[q*t11、△h11]、[q*t12、△h12]…[q*t1m、△h1m]K＝k2时：Z＝[q*t21、△h21]、[q*t22、△h22]…[q*t2m、△h2m]…K＝kn时：Z＝[q*tn1、△hn1]、[q*tn2、△hn2]…[q*tnm、△hnm]将上述的不同渗透系数K和与其对应的水位下降量△H及抽水量Q的数组存入Access数据库，对存入数据库中的数据，用最小二乘法将每个渗透系数对应的m个数组进行数据拟合，得出n条渗透系数‑水位下降量‑抽水量的对应关系曲线；S3、实际监测分析：对施工现场的基坑进行水位下降量和抽水量实际测量，获取k组施工现场的基坑的实际水位下降量△HF和实际抽水量QF的数组ZF＝[QF、△HF]：ZF＝[QF、△HF]＝[QF1、△HF1]、[QF2、△HF2]…[QFk、△HFk]根据实际水位下降量△HF和实际抽水量QF的关系进行最小二值化曲线拟合，将拟合的曲线与S2中的渗透系数‑水位下降量‑抽水量的对应关系曲线图进行对比，并从S2关系曲线图中找到与其吻合的渗透系数曲线，进而获得基坑的实际渗透系数。