基于abaqus立井降水数值模拟

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1、摘要立井降水在立井施工中起着重要的作用，一方面水位的降低使立井施工在安全和干燥的环境中进行，同时还增加了岩层的稳定性。另一方面，当周边环境条件差、立井邻近存在建筑物、抽水量特别大时，立井降水容易引起基坑周边地面的沉降和小范围的地震，对生命和财产造成一部分损失，所以立井降水是工程中重要的研究内容。本文首先论述了稳定渗流的基本方程、非稳定渗流基本方程、渗流场与应力耦合的基本方程。简述了渗流的有限元方法，介绍了大型非线性有限元软件ABAQUS在渗流中的应用，并验证其分析降水自由面的可行性。论文研究在立井周围布置一圈抽水井，疏干半径大小对立井周围降水

2、的影响；抽水井井深对立井周围降水的影响；抽水井抽水速度对立井周围渗流场的影响。在抽水井后面布置一圈回灌井，论文研究回灌井井圈半径和回灌井井深对渗流场和应力场的影响。在保证立井降水的前提下，减小地基沉降。计算分析出了上述研究的规律，并对某地区立井工程依据该规律进行降水设计。给出抽水井与回灌井的分布和几何参数、抽水速度，验证设计的可行性，并通过瞬时渗流模型计算得出降水的时间历程，给出关键节点的自由降水面位置、流速场，以及地面沉降分布。采用本文研究的规律可直接根据需要的降水深度，得出最优的抽水井与回灌井的布置形式(同时考虑经济与降水效果)；考虑回灌

3、因素，减小了地面沉降与抽水量太大引起的地震：而且采用时程分析，可以得出随时间变化的降水面位置，还可以根据施工的需要，通过改变抽水量的大小调整降水面位置，极大的方便了施工。可见，基于ABAQUS的立井降水分析为立井施工提供了有力的工具，产生了重大的经济效益与社会效益，具有良好的应用前景。关键词：立井降水ABAQUS非稳定渗流自由降水面ABSTRACTTheverticalshaftprecipitationisplayingthevitalroleintheverticalshaftconstruction，ontheonehandthewat

4、erlevelreducescausestheverticalshaftconstructioniScarriedoninsecurityandinthedryenvironment．meanwhileincreasethesoillayerstability；ontheotherhand，whenperipheralenvironmentalconditiondifference，verticalshaftneighborexistencebuilding，precipitationnotnormal，theverticalshaftpre

5、cipitationeasytocausetheholeexcavatedforbuildingfoundationperipheralgroundsubsidenceandthesmallscopeearthquake，thereforetheverticalshaftprecipitationistheimportantresearchcontentintheproject．Thisarticlefirstelaboratesthestability—seepageequation，non-stability．seepageequatio

6、n，infiltratestheflowfieldandthestresscouplingfundamentalequation．summarizesthetransfusionfiniteelementmethod，introducetheapplicationoflarge-scalenon—linearfiniteelementsoftwareABAQUSinthetransfusion．andconfirmsthefeasibilityofitsanalysisinprecipitationfreesurface．Thepaperre

7、searchthewaterwelltheun—wateraperturesizetotheverticalshaftaroundtheprecipitationinfluence，Pullsoutthewaterwelldepthtotheverticalshaftaroundtheprecipitationinfluence，Pullsoutthewaterwellthepumpspeedtoinfiltratetheflowfieldtotheverticalshaftaroundtheinfluence，whenthepumpingw

8、ellsiSarrangeinacircle．AssoonaspulledoutbehindthewaterwelltOarrangeturnedaroundtof