基于目標(biāo)函數(shù)法和有限單元法的深基坑井群降水優(yōu)化分析.pdf

1、1896年在建造伯林地下鐵道時(shí)第一次使用深井降水。目前，管井井群降水成為解決深基坑施工降水的重要措施。工程降水的難點(diǎn)表現(xiàn)在不確定因素多，降水設(shè)計(jì)是個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整的過程。降水方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮方案的合理性、有效性、環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)性等因素。因此，工程降水設(shè)計(jì)需要兼顧上述因素實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　針對(duì)上述問題，本文基于目標(biāo)函數(shù)法和單純形法，建立了工程降水優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了保證施工安全水位前提下總排水量最小的目標(biāo)，采用EXCEL軟件的“規(guī)劃求

2、解”模塊實(shí)現(xiàn)了快速、靈活調(diào)整降水方案，可實(shí)現(xiàn)總排水量最小的目標(biāo)，同時(shí)獲得單井排水量數(shù)據(jù)，對(duì)方案約束狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。該方法具有靈活、快速的特征，利于在工程建設(shè)中應(yīng)用。
　　分析了管井井群降水總排水量和水位降深的影響因素。采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到在總排水量最小的前提下，對(duì)水位降深影響的主次順序?yàn)闈B透系數(shù)＞單井排水量＞含水層厚度＞降水井布置，獲得降水設(shè)計(jì)的優(yōu)組合原則。
　　基于Darcy定律、Biot固結(jié)理論和有限單元法，采用COMS

3、OL Multiphysics軟件的弱解形式，建立了真三維全耦合滲流模型，進(jìn)行地下水滲流和土體沉降的非線性分析，在降水滲流分析中首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)單井排水量的賦值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)降水區(qū)域滲流場(chǎng)變化的精細(xì)描述。
　　針對(duì)具體實(shí)例，采用目標(biāo)函數(shù)法進(jìn)行降水方案優(yōu)化，同時(shí)建立數(shù)值模型，采用有限單元法分析工程降水的時(shí)空變化規(guī)律，對(duì)降水方案的有效性進(jìn)行預(yù)測(cè)。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法比較，每個(gè)降水區(qū)段總排水量節(jié)約6％～8％，實(shí)現(xiàn)降水目標(biāo)。模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果比較，擬合