滲流有限元數(shù)值計算及其在基坑工程中的應用.pdf

1、基坑涌水量計算是合理設計降水方案的關鍵，而確定降水影響半徑是計算基坑涌水量的關鍵。在現(xiàn)行規(guī)范中，降水影響半徑根據(jù)經(jīng)驗公式計算，有時計算結果誤差較大。在水文地質(zhì)條件已知的情況下，基坑滲流場可以簡化為Laplace方程的定解問題。理論上有限元法可以準確計算基坑滲流場，然而由于溢出邊界未知，無法在計算前對其定義，影響了計算精度。因此，求解溢出邊界是準確計算基坑滲流場降水半徑等參數(shù)的前提。論文對降水影響半徑等問題進行了研究，主要成果如下：

2、>　　（1）從能量角度出發(fā)，提出基于能量損失率極大值確定滲流溢出點的一種方法，將使?jié)B流場水平方向能量損失率達到極大值的溢出點認定為真實溢出點。與虛單元法、等效滲透系數(shù)法、單元矩陣調(diào)整法等方法中溢出點的確定方法相比，本文方法有物理意義明確、不需迭代、容易收斂的優(yōu)點。
　?。?）編制了能量損失率極大法計算穩(wěn)定滲流問題的有限元計算Fortran程序。利用該程序計算了有試驗解和解析解的二維、三維模型，所求溢出點與真實位置的相對誤差僅為1.

3、29％、1.67%、0.98%；與節(jié)點虛流量法、初流量法、改進初流量法、改進截至負壓法、改進丟單元法計算的溢出點位置對比，本文算法的相對誤差較小，具有很高的精度。
　?。?）通過對基坑涌水量計算模型的分析，降水影響半徑與滲流溢出點屬于滲流場模型的兩個相關變量，即在地下水位確定時，已知兩者中的一個就可以求解另一個。將基于能量損失率極大值確定滲流溢出點方法應用于基坑降水影響半徑的計算，對兩個基坑工程實例進行有限元數(shù)值計算，算得其降水影