[发明专利]止水帷幕作用下定水位抽水时降水井抽水量的确定方法

权利要求书

1.一种止水帷幕作用下定水位抽水时降水井抽水量的确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步、通过钻孔取土方法，获取基坑工程施工现场的土层划分信息，随后对获取的施工现场土样进行室内常规试验，得到施工现场各土层的相关物理力学参数和承压含水层信息；

第二步、结合基坑设计及降水方案，确定基坑设计信息、降水井信息；

第三步、确定基坑内单口降水井定水位抽水时，降水井的抽水量Q；

降水井的抽水量Q按照以下步骤确定：

①确定基坑内降水井中心到基坑内侧边缘任一点的水平距离r₁及降水井中心到基坑外侧边缘任一点的水平距离r₂；

②确定止水帷幕作用下承压含水层的厚度b(r)；

③根据达西定律和水量守恒原理，确定降水井抽水时，地下水通过止水帷幕下方进入基坑时承压含水层任一点的承压水位h(r)：

④针对上述步骤③，结合止水帷幕两侧水位边界条件确定降水井的抽水量Q；

所述的h(r)满足以下公式：

$h\left(r\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}\ln r+c_1& r_w\≤r\≤r_1\\ \frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_c(b-b_b)}\ln r+c_2& r_1\<r\≤r_2\\ \frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}\ln r+c_3& r_2\<r\≤R\end{array}\right.$

式中：Q为降水井的抽水量，k_c为承压含水层的渗透系数；b为承压含水层厚度，b_b为止水帷幕插入承压含水层的厚度；r_w为降水井半径；R为降水井影响半径；h₀为承压含水层的初始水位，h_w为抽水后的降水井水位；c₁、c₂、c₃为待定常数，上述表达式结合边界条件：h(r_w)＝h_w,h(R)＝h₀，求解出c₁、c₃与降水井抽水量相关的表达式，具体的：

$c_1=-\frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}lnr+h_w$

$c_3=-\frac{Q}{2{\mathrm{\πk}}_{c}b}lnr+h_0;$

h(r)的表达式结合止水帷幕两侧水位边界条件：h(r₁)＝h₁,h(r₂)＝h₂，确定待定常数c₂和降水井的抽水量Q：

所述的c₂满足以下公式：

$c_2=-\frac{b(h_{w}ln{r}_2-h_{0}ln{r}_1)+(b-(L_1-L\left)\right)\[h_{0}ln(r_{1w}/r)-h_{w}ln(r_2/R)\]}{bln(r_1/r_2)-(b-(L_1-L\left)\right)ln(r_{1}R/(r_w{r}_2\left)\right)}$

所述的Q满足以下公式：

$Q=\frac{2{\mathrm{\πk}}_{c}b(b-(L_1-L\left)\right)(h_w-h_0)}{bln(r_1/r_2)-(b-(L_1-L\left)\right)ln(r_{1}R/(r_w{r}_2\left)\right)};$

其中：L₁为止水帷幕埋置深度，L为承压含水层顶板埋置深度。