倾斜各向异性地层中多分量电磁波测井响应三维时域有限差分(FDTD)算法 被引量：23

1

作者 杨守文 汪宏年 +1 位作者 陈桂波 姚东华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期833-841,共9页

利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的... 利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的时域递推公式,同时将面积加权平均与旋转矩阵技术相结合确定各个网格节点的等效电导率张量,此外,单轴各向异性吸收边界条什(UPML)被用于降低求解区域外边界反射.在此基础上.利用单频正弦磁偶源计算时域电磁场空间分布以及特殊的双方程算法(2E2U)从数值结果中快速提取电磁场幅度和相位,确定多分量电磁测井仪器的三维响应.最后.通过数值结果证明该算法的有效性,并系统考察不同层厚、地层倾角以及侵入带半径等变化对多分量电磁测井响应的影响. 展开更多

关键词 各向异性地层 3-d时域有限差分 多分量电磁波测井 时频变换

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基于Shape-from-Shading的月球表面三维形状恢复算法研究 被引量：2

2

作者 杨磊 韩九强 王国珲 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1995-2000,共6页

提出了一种基于Shape-from-Shading的月球表面三维形状恢复算法。首先分析了在太阳光照射下月球表面成像模型,建立了使用Lommel-Seeliger反射模型描述的反射图方程。然后用有限差分近似微分运算,将反射图方程所示的一阶变系数线性偏微... 提出了一种基于Shape-from-Shading的月球表面三维形状恢复算法。首先分析了在太阳光照射下月球表面成像模型,建立了使用Lommel-Seeliger反射模型描述的反射图方程。然后用有限差分近似微分运算,将反射图方程所示的一阶变系数线性偏微分方程进行离散化处理,得到关于表面高度函数的代数方程。进而采用超松弛迭代法进行求解,获得月球表面三维高度函数值。最后使用合成图像和实际月球图像进行三维形状恢复仿真实验。实验结果表明提出的算法可以有效地恢复月球表面三维形状。 展开更多

关键词 月球表面 三维形状恢复 Shape-from—Shading Lommel—Seeliger反射模型 有限差分

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基于FDTD的脉冲法计算三维目标宽带RCS频率响应 被引量：2

3

作者 张昆 薛晓春 张伟宁 《现代防御技术》 北大核心 2009年第1期90-93,共4页

探讨了采用基于时域有限差分法(FDTD)的脉冲法来快速获取三维目标宽带RCS频率响应。将入射波设置为高斯脉冲,对目标进行瞬态分析,将得到的电磁场进行傅里叶变换,从而得到目标的频域散射特性,并对比文献证明了程序的有效性。计算了某新... 探讨了采用基于时域有限差分法(FDTD)的脉冲法来快速获取三维目标宽带RCS频率响应。将入射波设置为高斯脉冲,对目标进行瞬态分析,将得到的电磁场进行傅里叶变换,从而得到目标的频域散射特性,并对比文献证明了程序的有效性。计算了某新型飞机的双站RCS分布情况,以及该飞机的鸭冀在不同迎角下的宽带RCS频率响应,并对结果进行了分析。 展开更多

关键词 时域有限差分法(FdTd) 雷达散射截面(RCS) 快速扫频 三维电磁散射

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基桩低应变检测三维问题的数值计算 被引量：22

4

作者 卢志堂 刘东甲 +2 位作者 龙丽丽 王飞 荆韦庄 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期905-909,共5页

为更好地服务于基桩低应变测试,文章建立了三维条件下桩土系统瞬态振动计算模型。利用交错网格有限差分法求解三维弹性波动方程,得出了完整桩在瞬态竖向激振力作用下的动力响应,给出了桩顶不同位置的速度时程图,比较分析了一维(1-D)、三... 为更好地服务于基桩低应变测试,文章建立了三维条件下桩土系统瞬态振动计算模型。利用交错网格有限差分法求解三维弹性波动方程,得出了完整桩在瞬态竖向激振力作用下的动力响应,给出了桩顶不同位置的速度时程图,比较分析了一维(1-D)、三维(3-D)条件速度响应的差别,直观地反映了波在桩中的传播特点,对工程实践具有指导意义。 展开更多

关键词 三维桩土模型 交错网格 有限差分法 三维效应

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傅里叶有限差分法三维波动方程正演模拟 被引量：34

5

作者 张金海 王卫民 +1 位作者 赵连锋 姚振兴 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1854-1862,共9页

傅里叶有限差分(FFD)法兼有相位屏法和隐式有限差分法二者的优势,能够处理复杂地质构造中的波传播问题,但在三维情形下,算子的双向分裂会引起明显的方位各向异性误差.本文用Fourier变换计算双向分裂过程中的高阶交叉项,消除了方位各向... 傅里叶有限差分(FFD)法兼有相位屏法和隐式有限差分法二者的优势,能够处理复杂地质构造中的波传播问题,但在三维情形下,算子的双向分裂会引起明显的方位各向异性误差.本文用Fourier变换计算双向分裂过程中的高阶交叉项,消除了方位各向异性误差.该方法充分利用了FFD法在双域实现的算法结构,明显减少了由于引入误差校正所带来的计算量.将该方法应用于修改后的三维French模型的地震正演问题,并将得到的叠后记录、单炮记录同全波有限差分法的模拟结果进行对比,结果证实了该方法对一次反射波具有较高的模拟精度,在内存需求和计算效率方面则具有更大的优势. 展开更多

关键词 三维正演模拟 傅里叶有限差分 双向分裂 波动方程

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球坐标系下三维大地电磁正演研究 被引量：10

6

作者 罗威 王绪本 +2 位作者 王堃鹏 张刚 李德伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3885-3897,共13页

大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度,但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下,传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演,推导了交错网格有... 大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度,但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下,传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演,推导了交错网格有限差分三维正演公式,与一维解析解和三维标准模型测试对比,验证了正演算法的正确性.通过理论模型计算,对比分析球坐标和笛卡尔坐标系正演结果表明:球坐标系模拟更合理,避免了传统笛卡尔坐标拉伸投影所引入的误差,可代替目前的笛卡尔坐标模拟方法.基于球坐标和笛卡尔坐标系的三维大地电磁正演响应值随着频率变低差异越明显.球坐标和笛卡尔坐标计算结果差异度与频率、模型结构和电阻率有关.本文模型计算结果在数万秒周期处已出现接近10%的差异,对于较大尺度的长周期大地电磁,地球曲率的影响不能忽略. 展开更多

关键词 三维大地电磁 球坐标 地球曲率 有限差分

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三维粘弹介质地震波场有限差分并行模拟 被引量：25

7

作者 王德利 雍运动 +1 位作者 韩立国 廉玉广 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期30-34,共5页

有限差分法在三维粘弹性复杂介质正演模拟地震波的传播中对计算机内存和计算速度要求比较高,单个PC机或工作站只能计算较少网格内短时间的波场。本文介绍一种基于MPI的并行有限差分法,可在PCCluster上模拟较大规模三维粘弹性复杂介质中... 有限差分法在三维粘弹性复杂介质正演模拟地震波的传播中对计算机内存和计算速度要求比较高,单个PC机或工作站只能计算较少网格内短时间的波场。本文介绍一种基于MPI的并行有限差分法,可在PCCluster上模拟较大规模三维粘弹性复杂介质中地震波传播时的波场;可预测地震波在此类条件下传播时的运动学和动力学性质。对于更好地理解波动传播现象,解释实际地震资料及反问题的解决等均具有重要的理论与实际意义。 展开更多

关键词 三维粘弹性介质 地震波场模拟 并行计算 MPI 有限差分

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管桩低应变检测中的三维效应分析 被引量：7

8

作者 卢志堂 王志亮 +1 位作者 刘东甲 杨晓峰 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1603-1607,1653,共6页

建立了三维柱坐标下桩土系统瞬态振动的计算模型,根据弹性动力学方程、边界条件和初始条件,确立了定解问题.利用交错网格有限差分法编制了相应计算程序,得出该定解问题的数值解,探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,给出了桩... 建立了三维柱坐标下桩土系统瞬态振动的计算模型,根据弹性动力学方程、边界条件和初始条件,确立了定解问题.利用交错网格有限差分法编制了相应计算程序,得出该定解问题的数值解,探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,给出了桩顶不同位置的速度时程灰度图,并比较了桩顶与桩底各点竖向速度时程曲线的差别.基于管桩的低应变完整性测试数据,验证了该数值算法的可靠性及其反映波在管桩中传播的三维效应的可行性.在实际检测过程中,特别是在三维波动方程无法求得解析解的条件下,该数值计算结果具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 三维桩土模型 交错网格 有限差分法 三维效应 实验分析

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基于有限差分和有限体积法相结合的油浸式变压器三维温度场计算 被引量：55

9

作者 王永强 马伦 +3 位作者 律方成 毕建刚 王柳 万涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期3179-3185,共7页

为准确计算油浸变压器的温度场,在对比有限体积法(FVM)和有限差分法(FDM)各自优点的基础上,提出了一种计算变压器温度场的混合计算方法。以驻马店金桥变电站的一台31.5 MVA主变为例,建立了3维模型,利用有限体积和有限差分混合计算方法,... 为准确计算油浸变压器的温度场,在对比有限体积法(FVM)和有限差分法(FDM)各自优点的基础上,提出了一种计算变压器温度场的混合计算方法。以驻马店金桥变电站的一台31.5 MVA主变为例,建立了3维模型,利用有限体积和有限差分混合计算方法,并在绕组和铁芯的热传导计算中采用了高精度的预条件共轭梯度解法(PCGM),计算了变压器的3维温度场。将利用混合方法的平均温度计算结果分别与实际监测数据、使用同样模型的FDM及FVM算法计算出的数据、以及使用IEEE导则模型计算出的数据进行了对比。对比结果表明:混合算法的计算精度明显高于利用IEEE导则模型、FDM算法和FVM算法的计算结果,证明了这种混合计算方法能更准确地计算油浸式变压器的内部温度场。 展开更多

关键词 油浸式变压器 3维温度场 绕组温度 有限差分法 有限体积法 预条件共轭梯度法

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基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演 被引量：7

10

作者 李建平 翁爱华 +5 位作者 李世文 李大俊 李斯睿 杨悦 唐裕 张艳辉 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期411-419,共9页

为了计算全球尺度电磁感应的响应,本文介绍地磁测深频率域三维正演。正演算法采用球坐标系下的交错网格有限差分方法,从Maxwell方程的积分形式出发,采用PARDISO对离散后的方程组求解,避免了迭代求解的散度校正。为了验证本文结果的正确... 为了计算全球尺度电磁感应的响应,本文介绍地磁测深频率域三维正演。正演算法采用球坐标系下的交错网格有限差分方法,从Maxwell方程的积分形式出发,采用PARDISO对离散后的方程组求解,避免了迭代求解的散度校正。为了验证本文结果的正确性和精度,与前人的有限元和有限差分方法进行了对比,一维层状模型的三维交错网格有限差分数值结果和解析解相对误差小于5%,双半球模型的计算结果与前人的计算结果完全吻合。三维"棋盘模型"计算表明磁场分量对异常体的大小和位置具有很好的分辨能力。 展开更多

关键词 地磁测深 球坐标 三维正演 有限差分 地磁响应函数

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双跨连拱隧道两种中墙的空间力学效应分析 被引量：33

11

作者 李强 王明年 李玉文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期667-672,共6页

针对双跨连拱隧道设计和施工中存在的问题,采用三维有限差分程序FLAC3D2.0,对两种中墙结构的空间受力特征进行了研究,对比分析各自的优缺点及适用条件,并提出了施工注意事项。研究结果表明,在II类围岩地质条件下浅埋连拱隧道采用分离式... 针对双跨连拱隧道设计和施工中存在的问题,采用三维有限差分程序FLAC3D2.0,对两种中墙结构的空间受力特征进行了研究,对比分析各自的优缺点及适用条件,并提出了施工注意事项。研究结果表明,在II类围岩地质条件下浅埋连拱隧道采用分离式曲中墙结构受力较为合理;左洞掌子面距研究断面3倍洞径时,中墙内力已稳定;左右洞掌子面距研究断面(-1～+1)D的施工,是中墙内力变化较大的关键工序。 展开更多

关键词 双跨连拱隧道 中墙 空间力学效应 三维有限差分

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Kirchhoff积分法叠前深度偏移技术在孤岛地区的应用 被引量：13

12

作者 董臣强 谭明友 +2 位作者 张明振 赵利平 宋志强 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期180-184,共5页

潜山油气藏是胜利探区一种重要的油气藏类型,具有储集层发育、层系多、产能高等特点。但由于潜山地层经历了多期构造运动,往往多期断层交会切割,因而内幕结构非常复杂;同时埋深又比较大,这就使得常规地震剖面不能对潜山地层准确成像。... 潜山油气藏是胜利探区一种重要的油气藏类型,具有储集层发育、层系多、产能高等特点。但由于潜山地层经历了多期构造运动,往往多期断层交会切割,因而内幕结构非常复杂;同时埋深又比较大,这就使得常规地震剖面不能对潜山地层准确成像。以往的潜山油气藏勘探工作中的难点就在于构造的落实,Kirchhoff积分法叠前深度偏移技术正是在这种情况下发展起来的一项成像技术,它遵循波传播的Snell定律,借助于直接解程函方程的迎风有限差分三维旅行时计算方法,可以解决潜山复杂地层的成像问题。通过在孤岛地区的应用,取得了较好的效果。 展开更多

关键词 KIRCHHOFF积分法 叠前深度偏移技术 孤岛地区 应用 潜山油气藏 迎风有限差分法 三维旅行时波场

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利用地震和爆破资料反演宁夏及邻区浅层三维速度结构 被引量：7

13

作者 金春华 赵卫明 +1 位作者 陈晓非 蔡新华 《地震学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期614-623,699,共10页

将有限差分正演及LSQR反演方法应用到宁夏及邻区,利用该区2003—2009年7年间的地震和爆破记录,经过重新细致分析,得到了具有4个以上台站清楚记录到初至波Pg和Pn到时的地震426次、爆破52次,剔除到时离散较大的数据后共有2788条记录.获得... 将有限差分正演及LSQR反演方法应用到宁夏及邻区,利用该区2003—2009年7年间的地震和爆破记录,经过重新细致分析,得到了具有4个以上台站清楚记录到初至波Pg和Pn到时的地震426次、爆破52次,剔除到时离散较大的数据后共有2788条记录.获得了不同深度的速度平面分布图像以及不同位置的深度速度剖面图像.得出深度0—5km的平均速度约为5.1km/s,深度5—25km的平均速度约为5.9km/s,深度25—30km的平均速度约为6.4km/s;浅层低速层主要分布在银川地堑、中卫清水河盆地,高速层主要分布在银川地堑西部的贺兰山区.此结论与该地区地质结构相符.深层高速层在中卫—同心断裂带一带最为显著,低速层主要分布在银川地堑及以西部分地区、固原清水河断裂带等. 展开更多

关键词 三维速度结构 有限差分法 LSQR反演方法 宁夏及邻区

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二维横向各向同性介质中人为边界反射的吸收——差分法弹性波场模拟 被引量：11

14

作者 张中杰 何樵登 徐中信 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期519-527,共9页

本文对有限差分法弹性波场三分量正演模拟中遇到的人为边界反射问题进行了研究,分别获得2-D横向各向同性介质中U_x,U_z,与U_y位移分量模拟时的边界吸收条件.从吸收边界上反射系数与入射角之间的关系可以说明,本文提出的边界吸收条件的... 本文对有限差分法弹性波场三分量正演模拟中遇到的人为边界反射问题进行了研究,分别获得2-D横向各向同性介质中U_x,U_z,与U_y位移分量模拟时的边界吸收条件.从吸收边界上反射系数与入射角之间的关系可以说明,本文提出的边界吸收条件的吸收能力比较强. 展开更多

关键词 同性介质 差分法 弹性波 地震勘探

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水平场转换函数空间分布特征的数值模拟 被引量：16

15

作者 龚绍京 陈化然 《地震学报》 CSCD 北大核心 2001年第6期637-644,共8页

应用三维有限差方法 ,对长方形导体的水平场转换函数分布特征进行数值模拟计算 ,给出了实部和虚部的分布规律 ,并研究了源场周期、导体导电率、导体埋深、导体长度对转换函数取值的影响 .转换函数的极值分布在导体中央、4个犄角和边界附... 应用三维有限差方法 ,对长方形导体的水平场转换函数分布特征进行数值模拟计算 ,给出了实部和虚部的分布规律 ,并研究了源场周期、导体导电率、导体埋深、导体长度对转换函数取值的影响 .转换函数的极值分布在导体中央、4个犄角和边界附近 ,且随边界而移动 。 展开更多

关键词 数值模拟 三维有限差分法 水平场转换函数 空间分布 地磁场 地震感应磁效应

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贴井壁声波测井仪的有限差分模拟研究 被引量：23

16

作者 何峰江 陶果 王锡莉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期923-928,共6页

贴井壁声波测井仪在石油勘探开发中具有广泛的应用.它能够避开泥浆的影响而直接检测井壁附近的地层性质.但目前对此进行的数值模拟研究还仅局限于比较简单的模型.有限差分法可以模拟比较复杂的井眼模型,然而贴井壁声源的频率较高(80kHz... 贴井壁声波测井仪在石油勘探开发中具有广泛的应用.它能够避开泥浆的影响而直接检测井壁附近的地层性质.但目前对此进行的数值模拟研究还仅局限于比较简单的模型.有限差分法可以模拟比较复杂的井眼模型,然而贴井壁声源的频率较高(80kHz左右),使有限差分法计算量过大.本文应用局部加密交错网格有限差分方法解决了这类数值模拟中计算精度和计算量之间的矛盾.用这种算法模拟了井中有仪器时贴井壁声源激发的声场,并将其与无仪器时的声场作了比较.对模拟结果的验证和分析显示,该有限差分方法能够正确模拟贴井壁声源激发的声场.通过考察井中仪器本体对贴井壁声源激发声场的影响发现,测井仪器本体能够对直达波进行衰减而对环绕井壁传播的面波影响不大. 展开更多

关键词 井中声场模拟 贴井壁声波测井 局部加密交错网格 有限差分

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基于光度立体视觉的起皱织物表面形态重建研究 被引量：6

17

作者 杨晓波 黄秀宝 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期48-55,共8页

提出一种基于光度立体视觉方法对织物表面进行三维重建 ,先利用合成图像验证该算法 ,再将其应用于真实织物 ,该算法中结合了有限差分法 ,来获取织物的三维轮廓数据 ,并采用四个特征参数定量描述织物的起皱程度。

关键词 起皱织物 光度立体视觉法 有限差分 三维表面重建 图像处理

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改进σ坐标下的三维水流传质数学模型 被引量：2

18

作者 董壮 龚政 韩青 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期717-723,共7页

针对σ坐标变换的不足,引入垂向坐标变换系数,通过严密的数学推导,建立了改进的三维水流传质数学模型。给出了改进后的控制方程及相应的边界条件、初始条件。采用有限差分法对模型进行了离散,针对瓯江河口局部海区进行了潮流、盐度过程... 针对σ坐标变换的不足,引入垂向坐标变换系数,通过严密的数学推导,建立了改进的三维水流传质数学模型。给出了改进后的控制方程及相应的边界条件、初始条件。采用有限差分法对模型进行了离散,针对瓯江河口局部海区进行了潮流、盐度过程的验证计算,取得了较好的成果。 展开更多

关键词 三维水流 Σ坐标 数学模型 FdM

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基于三维拉格朗日法的大堤应力及裂缝分析 被引量：1

19

作者 束一鸣 杨威 +2 位作者 魏蓬 吕惠农 周维垣 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期175-179,共5页

基于三维快速拉格朗日法,对南四湖大堤采动冒落的5个工作面进行位移场与应力场的计算,并分析可能产生裂缝的区域,计算结果与现场观测较为接近.据此,对尚待开采冒落的2个工作面进行预测计算,为大堤的持续与永久加固提供依据.

关键词 拉格朗日法 三维显式有限差分 采动影响计算 大堤 裂缝

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某过江隧道南线工程降水方案研究 被引量：2

20

作者 吴锐 刘文远 +2 位作者 王耀忠 吴曼 沈飞军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2013年第10期77-80,93,共5页

以纬三路过江通道南岸工程为背景,结合场区工程地质及水文地质条件,借鉴该地区类似工程经验,确定基坑降水的影响半径及场区综合渗透系数参考值,在此基础上进行深基坑的降水计算与设计,详细介绍了疏干井和降压井在基坑降水中的应用。最后... 以纬三路过江通道南岸工程为背景,结合场区工程地质及水文地质条件,借鉴该地区类似工程经验,确定基坑降水的影响半径及场区综合渗透系数参考值,在此基础上进行深基坑的降水计算与设计,详细介绍了疏干井和降压井在基坑降水中的应用。最后,建立地下水渗流数值模型,采用三维有限差分法对基坑内承压含水层降水效果进行模拟验证。模拟结果表明:该降水方案合理可行,达到了设计要求,能够取得明显的效果。实践表明降水方案合理可行,可为该地区其他类似基坑降水工程提供指导。 展开更多

关键词 深基坑 承压含水层 降水效果 设计 地下水渗流数值模型 三维有限差分法

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