›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 3355-3361.doi: 10.16285/j.rsm.2016.3005

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

软土虹吸排水完整井非稳定流模型及解析解

吴 纲1，孙红月1，付崔伟2，陈永珍1，汤碧辉1   

  1. 1. 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021；2. 香港城市大学 建筑学及土木工程学系，香港
  • 出版日期:2018-09-11 发布日期:2018-10-08
  • 通讯作者: 孙红月，女，1970年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程和地质工程方面的教学和研究工作。E-mail：shy@zju.edu.cn E-mail:11534020@zju.edu.cn
  • 作者简介:吴纲，男，1990年生，博士研究生，主要从事岩土工程和地质工程方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目（No. 41272336）

A mathematical model and its solution for unsteady flow under siphon drainage by fully penetrating well in soft ground

WU Gang1, SUN Hong-yue1, FU Cui-wei2, CHEN Yong-zhen1, TANG Bi-hui1   

  1. 1. Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan, Zhejiang 316021, China; 2. Department of Architecture and Civil Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong, China
  • Online:2018-09-11 Published:2018-10-08
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(41272336).

PDF (Chinese)

497

摘要： 软土地基的处理一直是工程界的难题，大多数处理方式采用排出软土中水的措施。虹吸排水免动力，且操作简单，可以降低地下水。根据该技术的这些优点，可以将其应用于软土地基处理领域。为了得到虹吸排水作用下土体内部的水位及虹吸管内流量的变化，针对软土中地下水运动进行理论分析。基于Theis理论，针对潜水含水层完整井的轴对称井流微分方程，采用Boltzmann变换，推求得到虹吸过程中软土地基中的水位和流量的显式解析解，并进行室内物理模拟试验验证。结果表明，解析解与试验数据较吻合。与前人经典解析解进行对比，表明相对误差绝对值范围为0～15%，误差较小。推导得到的解析解相比经典解析解而言，计算更简单，更有利于工程应用。

关键词: 虹吸, 软土, 潜水, 井流, 解析解

Abstract: The treatment of soft ground deposit is problem in geotechnical engineering. Most treatments drain the water out of the soft soil deposit. Siphon method is simple and free of power, and can be used to dewater the groundwater. To better understand the mechanism of siphon drainage process in soft ground improvement, the analytical analysis are carried out to investigate the ground water level in soft ground and siphon discharge according to the ground water movement theory. An explicit analytical solution of axisymmetric well-flow differential equations in unconfined aquifer is derived to assess the water level and discharge in soft ground based on Theis theory and Boltzmann transformation. The analytical solution is verified by numerical simulation. The results show that the analytical solution agree well with data obtained from experiment. Relative error is 0-15% by comparing analytical solution and classical solution, and it is more simple than classical solution. It is more convenient than classical solution for engineering application.

Key words: siphon, soft ground, unconfined aquifer, well flow, analytical solution

中图分类号: 

  • TU 470

[1] 姚宏波, 李冰河, 童磊, 刘兴旺, 陈卫林. 考虑空间效应的软土隧道上方卸荷变形分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2453-2460.
[2] 江留慧, 李传勋, 杨怡青, 张锐. 变荷载下双层地基一维非线性固结近似解析解[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1583-1590.
[3] 张雪东, 蔡红, 魏迎奇, 张紫涛, 梁建辉, 胡晶. 基于动力离心试验的软基尾矿库地震响应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1287-1294.
[4] 朱彦鹏, 严紫豪, 朱轶凡. 微型钢管砂浆复合桩在土体中稳定性计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1339-1346.
[5] 刘国钊, 乔亚飞, 何满潮, 樊勇, . 活动性断裂带错动下隧道纵向响应的解析解[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 923-932.
[6] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[7] 程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[8] 蒙宇涵, 张必胜, 陈征, 梅国雄, . 线性加载下含砂垫层地基固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 461-468.
[9] 贺志军, 雷皓程, 夏张琦, 赵炼恒. 多层软土地基中单桩沉降与内力位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 655-666.
[10] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[11] 张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层 变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[12] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
[13] 张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压 竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[14] 龚文惠, 赵旭东, 邱金伟, 李逸, 杨晗. 饱和软土大应变自重固结非线性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2099-2107.
[15] 张 奎, 赵成刚, 李伟华. 海底软土层对海洋地基场地动力响应的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2456-2468.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发