市政道路深基坑降排水数值模拟研究

1市政道路深基坑降排水数值模拟研究

1.1市政道路深基坑降排水数值3D建模 

在获取市政道路深基坑地质条件后，构建其降排水数值3D模型，在基坑挖掘层表面的砂石内部承载压水层构建降水装置，并以此作为降水研究对象，考虑降水条件，上层与下层土壤潜水层中的数据结合，调节弱水层与潜水层的水量收集数据结构，执行内部水层分析指令，加强水文地质概念模型的计算力度。为减少边界效应的影响程度，扩展基坑周围边境范围，将其范围调整至400m以外，深度调整至80m。整体模型尺寸设置为100m×240m×80m，并构建初始模型结构图。该模型共具有300个单元格，根据深基坑的概念分析3D模型的构建条件，同时简化模型构建的步骤，调节整体道路深基坑降排水水层的渗透系数，构建整体模型。

1.2市政道路深基坑降排水数值模拟处理

构建模型后，针对获取的模型数据调节降排水数值的模拟程序，在挖掘前期获取整体道路的降排水数值，排除安全隐患。通过实施针对性较强的降排水工程，管理降排水数值分析方案，完善整体降排水数值组织建设能力。在强度较高的指导下实现降排水数值模拟操作，并调节整体深基坑施工的安全建设程度，细致处理降排水施工操作，加强施工人员的安全培训力度，构建应急救援指令，保证施工安全。由于市政道路深基坑建设有一定的危险性，需及时检查日常降排水数值模拟处理程序，实现整体降排水数值模拟处理。

2试验与研究

2.1工况信息设计

根据研究操作数据调整围护墙渗透系数及基坑挖掘深度数据，调整降排水工况信息（表1）。

表1?降排水工况设计

2.2数值结果分析 

2.2.1围护墙结构渗透系数分析

根据工况信息表，市政道路围护墙渗透参数取1×10 ^-7 cm/s，通过调节整体基坑内部与外部的水位深度，构建渗透系数与基坑内外部水位深度关系曲线可知，围护墙渗透系数与深基坑内外部水位高度呈指数关系，且当相关渗透系数在1×10 ^-6 cm/s以下时，渗透系数的变化程度对基坑内外部水位深度高低的影响较小；渗透系数在1×10 ^-6 cm/s以上时，其变化与深基坑内外水位深度呈负相关关系。深基坑内外部的固定参数值选取0.7863，可更好地解决围护墙渗透系数与深基坑内外部水位间的关系问题。

2.2.2围护墙体土层深入程度结果分析

按深基坑降排水工况设计表内容获取围护墙体土层深入程度参数，分别设置为5m、10m、15m、 20m，并构建在不同参数数值条件下深基坑内外部水位高低程度曲线图。围护墙体深入土层程度与基坑内外水位高低程度呈线性关系，基坑内水位随围护墙体深入土层程度的加深而升高，基坑外部水位则呈反方向递减趋势，二者的相关关系参数为0.8796。

为进一步获取围护墙体深入土层的程度对深基坑涌水量的影响，按深基坑降排水工况设计参数设置其深入程度，并利用构建的数值模拟3D模型计算相应关系参数，获取关系曲线图。围护墙体土层深入程

度与深基坑涌水量呈现负向相关关系，二者的相关关系参数为0.8762。

2.2.3单井井体抽水数量结果分析

按深基坑降排水工况设计表参数，获取单井井体抽水数量为50m ³ /d、100m ³ /d、150m ³ /d、200m ³ /d进行试验计算。由单井井体抽水数量与深基坑内外部最高水位降深关系曲线图可知，单井井体抽水数量与深基坑内外部最高水位降深呈正向相关关系，且基坑内部最高水位降深均高于基坑外部，深基坑内外部最高水位降深与单井井体抽水数量间的关系参数为0.8972。

2.2.4数值对比结果分析

根据数值模拟结果可知，单井井体抽水数量对深基坑内外水位降深的影响程度最大，其次是围护墙体深入土层的程度，围护墙体渗透参数对基坑内外水位降深影响程度最小。在单井井体抽水数量不断增加的情况下，基坑内外水位降深程度呈指数型增长，单井井体抽水数量对深基坑内外水位降深的影响程度与围护墙体土层深入程度关系较密切，当墙体深入土层程度达到表层水体阻断程度时，单井井体抽水数量对深基坑内外水位降深的影响减小。在开挖深基坑时需控制挖掘深度，关注表层水体与深层水体间的关系。

3结束语

在传统市政道路深基坑降排水数值模拟研究的基础上提出一种新式市政道路深基坑降排水数值模拟研究，研究市政道路深基坑地质条件数据，通过构建3D模型实现数值模拟，提高整体研究数值精准程度。结果表明在基坑排水围护墙体渗透系数不断降低的情况下，基坑内与基坑头水量变化规律相同，处于不断减少的状态；基坑内外的水量变化规律不一，随着基坑内部水量的增加，基坑外部水量则减少。

在基坑排水围护墙体渗透系数较低的情况下，为减少基坑内外部对水量的影响程度，需构建围护墙扰流模型，调整围护墙的深度及基坑的挖掘深度，且两种深度间存在线性相关关系。基于此，研究方法可提升数值模拟的精准程度，获取较优的研究结果。