CN111945760A - 深基坑工程减压降水控制方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents

深基坑工程减压降水控制方法、装置、终端及存储介质 Download PDF

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CN111945760A CN202010763961.3A CN202010763961A CN111945760A CN 111945760 A CN111945760 A CN 111945760A CN 202010763961 A CN202010763961 A CN 202010763961A CN 111945760 A CN111945760 A CN 111945760A
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陈尚荣
廖志坚
张海
王荣彪
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Shanghai Geological & Mineral Engineering Investigation Co ltd
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00—Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06—Restraining of underground water
    • E02D19/10—Restraining of underground water by lowering level of ground water
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling

Abstract

本发明涉及一种深基坑工程减压降水控制方法、装置、终端及存储介质，属于深基坑工程技术领域，方法包括：获取基础数据、施工数据和监测数据；通过数据库对基础数据、施工数据和监测数据进行存储；构建数字高程模型，根据数字高程模型对基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q‑S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；根据回归分析建立水位预测模型，通过水位预测模型、施工数据和监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。本发明能够实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制。

Description

深基坑工程减压降水控制方法、装置、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及深基坑工程的技术领域，尤其是涉及一种深基坑工程减压降水控制方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
随着社会不断发展，地下工程施工要求日益复杂，对环境保护要求越来越高。深基坑工程的开挖施工，大多数需要进行减压性降水，以防止基坑突涌等承压水引起的工程事故，以保证施工安全。承压含水层对基坑本身、周边环境影响巨大，承压水减压降水不当或失效引起的工程事故、周边环境破坏是基坑工程的重大风险之一。因此，安全、有效、可控的承压含水层减压降水对地下工程施工安全具有重要影响，直接关系到降水工程的成败，同时对周边相邻建筑、管线等周边环境也具有较大影响。
目前，基坑降水单位常常采取人工管理加超降方法，不能最大限度实现按需降水进而减少因减压降水引起的地面沉降，也不能避免因降水过度引起的一系列地质灾害，存在极大安全隐患。因此，对深基坑减压性降水过程进行自动化、信息化和实时化控制越来越有其必要性和紧迫性。
发明内容
本发明目的一是提供一种深基坑工程减压降水控制方法，具有实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制的特点。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种深基坑工程减压降水控制方法，包括：
获取基础数据、施工数据和监测数据；
通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储；
构建数字高程模型，根据所述数字高程模型对所述基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；
采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q-S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；
根据回归分析建立水位预测模型，通过所述水位预测模型、所述施工数据和所述监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。
通过采用上述技术方案，可以实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制，能将承压水控制在一定范围内，能够最大限度实现按需降水，减少因降压性降水引起的地面沉降，削弱降水对周边环境的影响，避免了因降水过度而引起的一系列地质灾害。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储之前，还包括：
根据需求分析阶段所得到的语义，分别确定每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间的数据依赖；
对各关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系；
考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖，确定各关系模式分别属于第几范式；
根据各关系模式是否适应应用环境判断是否对关系模式进行合并或分解。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储，包括：
建立缺省数据表，所述缺省数据表存储的数据包括钻孔数据、水文地质参数、沉降观测点、抽水试验数据、基坑边界数据、水位降深数据、沉降观测数据、基坑开挖数据、降水井数据、基坑维护结构、水位预测点和用户信息；
利用系统内部提供的接口建立自建数据表，所述自建数据表包括基坑控制点信息表、沉降观测点信息表、沉降预测点信息表、水位观测点信息表和水位预测点信息表。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述构建数字高程模型，包括：
先利用整体内插去掉不符合总体趋势的宏观地物特征，再采用局部内插的多面函数法来进行离散数据的内插。
通过采用上述技术方案，利用整体内插揭示待测区域内的地形宏观起伏态势，并利用局部内插的多面函数法可以提供内插区域的局部特性，且不受其它区域内插影响，内插结果精确性高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述数字高程模型对所述基础数据进行三维可视化表达，包括：
采用单对角线剖分法或双对角线剖分法对所述数字高程模型的格网进行三角分割；
将所述数字高程模型从地面坐标系变换到屏幕坐标系；
采用Lambert模型、Blinn-Phong光照模型、Cook－Torrace模型或者Whitted整体光照模型模拟自然光照效果；
对所述数字高程模型进行消隐和裁剪处理；
绘制并显示三维地形图。
通过采用上述技术方案，依次对数字高程模型的格网进行三角分割、透视投影变换、光照模拟、消隐、裁剪处理，可以获取高度逼真再现地形地貌的三维地形图。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述数字高程模型对所述基础数据进行二维可视化表达，包括：
根据线性内插在所述数字高程模型的格网边上找出给定等高线的平面位置；
根据所述数字高程模型中格网单元之间的拓扑关系追踪等值点，形成等高线；
判断所述等高线上连续三点之间所形成的角度是否超过预设值，若是，则在所述连续三点所在区域进行注记；
采用曲线光滑方法使所述等高线光滑输出。
通过采用上述技术方案，采用等高线法实现三维数据的二维可视化表达，简单可行。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基础数据包括岩土数据、水文地质数据、工程设计数据和环境安全数据；所述施工数据包括基坑开挖深度、降水井流量、累计流量和水位；所述监测数据包括流量监测数据、地下水水位监测数据、孔隙水压力监测数据、地表沉降监测数据及市政建筑沉降监测数据。
本发明目的二是提供一种深基坑工程减压降水控制装置，具有实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制的特点。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种深基坑工程减压降水控制装置，包括：
获取模块，用于获取基础数据、施工数据和监测数据；
存储模块，用于通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储；
构建模块，用于构建数字高程模型；
可视化模块，用于根据所述数字高程模型对所述基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；
计算模块，用于采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q-S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；以及，
预测模块，用于根据回归分析建立水位预测模型，通过所述水位预测模型、所述施工数据和所述监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。
通过采用上述技术方案，可以实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制，能将承压水控制在一定范围内，能够最大限度实现按需降水，减少因降压性降水引起的地面沉降，削弱降水对周边环境的影响，避免了因降水过度而引起的一系列地质灾害。
本发明目的三是提供一种智能终端，具有实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制的特点。
本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：
一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述深基坑工程减压降水控制方法的计算机程序。
通过采用上述技术方案，可以实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制，能将承压水控制在一定范围内，能够最大限度实现按需降水，减少因降压性降水引起的地面沉降，削弱降水对周边环境的影响，避免了因降水过度而引起的一系列地质灾害。
本发明目的四是提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有便于实现实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制的特点。
本发明的上述发明目的四是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种深基坑工程减压降水控制方法的计算机程序。
通过采用上述技术方案，可以实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制，能将承压水控制在一定范围内，能够最大限度实现按需降水，减少因降压性降水引起的地面沉降，削弱降水对周边环境的影响，避免了因降水过度而引起的一系列地质灾害。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.可以实现深基坑减压降水过程的自动化、信息化和实时化控制，能将承压水控制在一定范围内，能够最大限度实现按需降水，减少因降压性降水引起的地面沉降，削弱降水对周边环境的影响，避免了因降水过度而引起的一系列地质灾害；
2.利用整体内插揭示待测区域内的地形宏观起伏态势，并利用局部内插的多面函数法可以提供内插区域的局部特性，且不受其它区域内插影响，内插结果精确性高。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的方法流程示意图。
图2是本发明实施例二提供的装置的结构框图。
图3是本发明实施例三提供的智能终端的结构框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种深基坑工程减压降水控制方法的流程示意图。如图1所示，所述方法的主要流程描述如下：
步骤S101，获取基础数据、施工数据和监测数据；
本实施例中，基础数据包括岩土数据、水文地质数据、工程设计数据和环境安全数据。其中，岩土数据主要有岩土类型、层厚、层顶(底)标高、重度、压缩模量、变形模量、土层浮容重、土层孔隙度等；水文地质数据包括导水系数、渗透系数、贮水系数、压力传导系数、越流因子、水容重、土层含水率等；环境安全数据包括电力管线、给水管线、建筑物、墙体、天然气管线、通讯管道、污水管道、雨水管线等；工程设计数据包括开挖目标深度、降水目标深度、地下连续墙、降水井布设及位置等。
本实施例中，施工数据包括基坑开挖深度、降水井流量、累计流量和水位；监测数据包括流量监测数据、地下水水位监测数据、孔隙水压力监测数据、地表沉降监测数据及市政建筑沉降监测数据。
步骤S102，通过数据库对基础数据、施工数据和监测数据进行存储；
本实施例中，应用SQL Server 2008程序，建立数据库。设计数据库逻辑结构，具体方法如下：
(1)根据需求分析阶段所得到的语义，分别确定每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间的数据依赖；
(2)对各关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系；
(3)按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析，考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖，确定各关系模式分别属于第几范式；
(4)按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，分析对于这样的应用环境这些模式是否合适，确定是否要对它们进行合并或分解；对关系模式进行必要的分解或合并，以提高数据操作的效率和存储空间的利用率。
建立数据库后，根据数据逻辑库结构，建立系统所需的各单表。系统建立缺省表格13张，分别命名为：“borehole”、“canshu”、“dankongchenjiang”、“draw_water”、“edge_inf”、“gcj_daily”、“gr_chj”、“jiang_wa”、“jiangshuijing”、“perservate_str”、“swjcuserinfo”、“yunxuchenjiang”、“user_info”，分别存储钻孔、水文地质参数、沉降观测点、抽水试验数据、基坑边界、水位降深、沉降观测、基坑开挖、降水井、基坑维护结构、水位预测点、用户信息等数据。
除缺省数据表外，系统内部还提供接口创立自建数据表，以便根据用户需要建立数据存储。自建数据表主要包括基坑控制点信息表、沉降观测点信息表、沉降预测点信息表、水位观测点信息表和水位预测点信息表。
可以运用以下两种途径来实现数据库连接：
(1)利用ADO空间
在窗体中添加ADO控件，对ADO控件进行属性设置，自动将其连接到数据库。对ADO控件属性进行相应设置后，ADO控件就自动与SQL数据库连接，就可以根据需要通过ADO控件编程。通过ADO控件与数据库连接操作简单，但是其缺乏灵活性。
(2)编写SQL语句
为了更灵活地实现系统与SQL数据库的连接，可以通过编写SQL语句来实现系统与数据库的连接。
步骤S103，构建数字高程模型，根据数字高程模型对基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；
在实际工程中，往往存在采样密度不够、采样分布不合理、采样存在空白区等问题，所以必须进行数字模型的内插。在DEM内插中，一般是与局部内插方法配合使用，例如，在使用局部内插方法前，利用整体内插去掉不符合总体趋势的宏观地物特征。另外，也可以利用它来进行地形采样数据中的粗差检测。
考虑到局部内插的精确性，选择了局部内插的多面函数法来进行离散数据的内插。其理论依据是分段光滑曲线在三维空间域的扩展：“任何一个圆滑的数学表面总是可以用一系列规则的数学表面之和，以任意精度进行逼近。”
也就是说，一个数学表面上的某点(x,y)处的高程z的表达式为：
Figure BDA0002613917320000061
式中，q(x,y,xj,yj)称为核函数(Kernel)。
若有m≥n个采样点，则可以任意选择其中的n个为核函数的中心点pj(xj,yj)，并令：
qij＝q(xi,yi,xj,yj)；
则各数据点满足：
Figure BDA0002613917320000062
由此可以列出误差方程：
Figure BDA0002613917320000063
求解得：
a＝(QTQ)-1QTz；
所以，得到任意一点Pk(xk,yk)的高程zk(k>n)为：
Figure BDA0002613917320000071
式中：
Figure BDA0002613917320000072
qkj＝q(xk,yk,xj,yj)。
多面函数法的优点是核函数设计的灵活性和可控性，用户可以根据自己的特定要求，在核函数中增加所需的各种信息。大量的分析试验证明，多层函数法的插值质量比二元高次多项式、样条函数要好一些，当数据点密度比较小而数据点的精度又较高的情况下，宜优先采用多面函数法。
从维数上，地形可分为三类，即一维地形可视化、二维地形可视化和三维地形可视化。一维地形可视化一般是指地形断面，即通过图形方式反映地形在给定方向上的起伏状况；二维地形可视化将三维地形表面投影到二维平面，并用约定的符号进行表达；三维地形可视化试图通过计算机模拟的手段来恢复真实地形。本发明主要针对基坑降水及沉降数据完成二维及三维可视化表达。
作为本实施例的一种可选实施方式，根据数字高程模型对基础数据进行二维可视化表达的方法如下：
(1)根据线性内插在数字高程模型的格网边上找出给定等高线的平面位置；
设给定高程为H，格网边的两个端点分别为A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)，则通过下式可确定H在该边的位置(xH,yH)：
Figure BDA0002613917320000073
上式成立是有条件的，H必须位于z1和z2之间。
(2)根据数字高程模型中格网单元之间的拓扑关系追踪等值点，形成等高线；
内插出来的等值点是无序的，等值点追踪的目的就是要把同一条等高线上的相邻的点连接起来，形成一条完整的等高线。DEM上等值点的追踪是依据格网单元之间的拓扑关系并依据一定的知识法则进行的，即对于一个单元，其出口边必定是邻接单元的入口边。对于格网DEM，如果当前格网单元为3，等高线离开3号格网的边是右侧边EH，则EH必定是3号格网右边邻接单元4号的入口边EH。等高线在4号单元内有三种可能走向，即下(HI)、右(FI)和上(EF)边，具体走向由等值点决定。
(3)判断等高线上连续三点之间所形成的角度是否超过预设值，若是，则在连续三点所在区域进行注记；
注记等高线一般在计曲线上进行。原则是在该条等值线上寻找一个比较平缓的地区作为注记位置，这可通过等值线上连续三点之间所形成的角度进行判断，若角度超过预设值(一般为120)，则认为该三点基本处于一条直线，曲线变化比较缓和，是适宜的注记位置。
(4)采用曲线光滑方法使等高线光滑输出。
目前常用的光滑函数有张力样条、分段三次多项式、斜轴抛物线、分段圆弧等。选择哪种曲线光滑方法，通常要根据制图要求、等值点疏密程度以及计算机存储能力来决定。一个重要的要求是在等值线密集的情况下，必须保证等值线互不交叉和重叠。
作为本实施例的一种可选实施方式，根据数字高程模型对基础数据进行三维可视化表达的方法如下：
(1)采用单对角线剖分法或双对角线剖分法对数字高程模型的格网进行三角分割；
DEM格网三角划分比较简单，一般可采用单对角线剖分法或双对角线剖分法，前者将DEM格网剖分为两个三角形，后者剖分为四个三角形，对角线交点高程通过内插算法实现。
(2)将数字高程模型从地面坐标系变换到屏幕坐标系；
利用计算机恢复地形三维表面，需要将DEM从其坐标系变换到屏幕坐标系，这其中涉及到一系列的坐标变换，设DEM中任意一点M在地面坐标系中的坐标为(XM，YM，ZM)，M在投影平面P上的像点坐标为m，则m点在投影坐标系中的坐标(xm，ym)可由下式给出：
Figure BDA0002613917320000081
Figure BDA0002613917320000082
式中，(XS，YS，ZS)是视点S在地面坐标系中的坐标，α是投影平面与地面坐标系的平面间的夹角，θ是地面坐标系中的XT轴与投影坐标系的X轴之间的夹角。
考虑到屏幕坐标系的特点和值域，还要将像点m的坐标(xm，ym)进行平面相似变换，最后变换为屏幕坐标：
Figure BDA0002613917320000083
式中，(λx,λy)和(x0,y0)是依据屏幕尺寸和坐标系计算出来的比例系数和平移量。
(3)采用Lambert模型、Blinn-Phong光照模型、Cook－Torrace模型或者Whitted整体光照模型模拟自然光照效果；
光照模型是指根据光学物理的有关定律，计算景物表面上任一点投向观察者眼中的光亮度的大小和色彩组成的公式。因此光照模型是试图通过理论公式来模拟自然光照效果。以下以Lambert模型和Blinn-Phong光照模型为例进行说明。
(a)Lambert模型
Idiff＝Iambdiff+Ildiff＝kdIa+kdIl(N·L)；
其中，Ia表示环境光强度(简称光强)，kd为材质对环境光的反射系数，0<kd<1；Iambdiff是漫反射体与环境光交互反射的光强；N为顶点单位法向量，L表示从顶点指向光源的单位向量；Ildiff是漫反射体与方向光交互反射的光强；Il是点光源强度。
(b)Blinn-Phong光照模型
Blinn-Phong是一个基于Phong模型修正的模型，其公式为：
Ispec＝Ks*Il*(dot(N,H))^Ns；
其中，Il是点光源强度，Ks为镜面反射系数，Ns是高光指数，N是入射点的单位法向量，H是光入射方向L和视点方向V的中间向量，通常也称之为半角向量，H＝(L+V)/|L+V|)。
(4)对数字高程模型进行消隐和裁剪处理；
为增强图形的真实感、消除多义性，在显示过程中一般要消除三维实体中被遮挡(沿视线方向的前景遮后景)的部分，这个过程称之为消隐。消隐技术包括隐藏线的消除和隐藏面的消除两类。
在使用计算机处理图形信息时，往往计算机内部存储的图形较大，而屏幕显示只是图的一部分。这时，可以使用缩放技术，把地图中的局部区域放大显示，在放大显示一副图形的一部分时，必须确定图形哪些部分落在屏幕显示区之内，哪些部分落在显示区之外，以便显示落在显示区内的那部分图形，这个选择处理过程称为裁剪。
(5)绘制并显示三维地形图。
依据相应的算法绘制并显示各种类型的三维地形图，若需要则按标准的图形图像文件存储。
步骤S104，采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q-S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；
以下对这几种算法进行具体说明。
(1)承压水稳定流单孔试验参数计算
Figure BDA0002613917320000101
Figure BDA0002613917320000102
式中：R为抽水试验的影响半径(m)；K为渗透系数(m/d)；Q为抽水试验主井的稳定涌水量(m3/d)；M为承压水含水层厚度(m)；Sw为主孔的稳定水位降深(m)。
适用于无界承压含水层，一个主孔抽水、没有观测孔的稳定流抽水试验，利用稳定流抽水试验资料计算含水层渗透系数K及影响半径R。
(2)承压水泰斯公式迭代法参数计算
Figure BDA0002613917320000103
Figure BDA0002613917320000104
式中：T为含水层导水系数，T＝KM(m2/d)；S为含水层弹性储水(释水)系数，(量纲为一)；W(u)为泰斯井函数，
Figure BDA0002613917320000105
其他符号含义同前。
适用于无界承压含水层，一个主孔定流量抽水，在距主孔r处观测降深历时值ti-si(i＝1,2,……，n)；根据抽水试验资料利用泰斯公式计算含水层参数T、S。
(3)承压水泰斯公式用收敛级数法计算参数
Figure BDA0002613917320000106
Figure BDA0002613917320000107
式中：符号含义同前。
泰斯井函数W(u)为一个指数积分，用收敛级数表示为：
Figure BDA0002613917320000108
式中：符号含义同前。
适用于无界承压含水层，一个主孔定流量抽水，在距主孔r处观测降深历时值ti-si(i＝1,2,……，n)；根据抽水试验资料利用泰斯公式计算含水层参数T、S。
(4)承压水雅克布公示参数计算
Figure BDA0002613917320000111
式中：符号含义同前。
适用于无界承压含水层，一个主孔定流量抽水，在距主孔r处观测降深历时值ti-si(i＝1,2,……，n)；根据抽水试验资料，当t≥25r2S/T时，利用雅克布公式计算含水层参数。
(5)承压水稳定流Q-S曲线参数计算
首先，利用Qi-si资料计算曲度值N：
Figure BDA0002613917320000112
然后根据曲度值判断Q-s曲线的形状，分别计算待定系数a、b；
当N＝1时，取Q＝a+bs，其中：
Figure BDA0002613917320000113
当N＝2时，取s＝aQ+bQ2,其中：
Figure BDA0002613917320000114
当1<N<2时，取lgQ＝a+blgs，其中：
Figure BDA0002613917320000115
当N>2时，取Q＝a+blgs，其中：
Figure BDA0002613917320000121
当N<1时，为反常情形，停止计算。
适用于在无界含水层中，单孔稳定流抽水试验，有m(m≥3)个落程(Qi-si，i＝1，2，……，m)，利用Qi-si资料计算Q-s曲线。
(6)承压水非完整井(单井)参数计算
当l＜0.3M时，
Figure BDA0002613917320000122
过滤器上部紧邻含水层顶板，
当l≥0.3M时，
Figure BDA0002613917320000123
式中：Q为抽水井出水量，K为渗透系数，S为抽水井降深，M为承压含水层厚度，R为抽水井半径，L为过滤器有效进水长度。
α、A：α＝l/M，
Figure BDA0002613917320000124
Γ(α)为伽马函数。
适用于承压水非完整井单井抽水试验。
步骤S105，根据回归分析建立水位预测模型，通过水位预测模型、施工数据和监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。
在水文地质条件复杂或尚未清楚的地区，可以利用回归分析预测地下水位动态。运用回归分析法预测水位是依据长期、系统的试验或观测资料，用数理统计法找出地下水资源量与地下水水位之间的相关关系，并建立回归方程预测地下水水位的变化。根据抽水试验及基坑降水过程中所得到的数据间的相关性来对水位进行预测，在为一定勘察目的所做的抽水试验中，井孔出水量、水位降深、井径、滤水管长度、井间距离等因素之间具有一定的关系。依据获得的一系列实验数据进行相关分析，建立有关因素之间相应的回归方程，并通过综合分析，用以解决生产设计中有关的水文地质问题，能够取得较理想的效果。预测的模型采用回归分析法。本实施例可采用一元线性回归模型、一元非线性回归模型、多元线性回归模型、多项式回归模型等回归模型。
本实施例中，研究面向对象的可视化仿真理论和方法，结合基坑工程减压降水的工程实际，以数字高程模型为基础，以Visual Basic为前端开发语言，选用SQL Server2008创建系统数据库，将信息管理系统应用到基坑减压降水工程中，实现工程信息的采集、输入、存储、处理及图形化输出功能，开发了基坑减压降水工程可视化系统，系统软件在开发过程中考虑到用户的需求，采用通用Windows界面，用户友好。
实施例二
为了更好地实施以上方法，本发明实施例提供了一种深基坑工程减压降水控制装置，该装置具体可以集成在智能终端中，例如移动终端、平板电脑、PC机、服务器等终端设备。
图2为本发明实施例提供的一种深基坑工程减压降水控制装置的结构框图，如图2所示，该软土路基沉降数值模拟装置主要包括：
获取模块201，用于获取基础数据、施工数据和监测数据；
存储模块202，用于通过数据库对基础数据、施工数据和监测数据进行存储；
构建模块203，用于构建数字高程模型；
可视化模块204，用于根据数字高程模型对基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；
计算模块205，用于采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q-S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；以及，
预测模块206，用于根据回归分析建立水位预测模型，通过水位预测模型、施工数据和监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。
作为本实施例的一种可选实施方式，该装置还包括：逻辑模块，用于在通过数据库对基础数据、施工数据和监测数据进行存储之前，根据需求分析阶段所得到的语义，分别确定每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间的数据依赖；对各关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系；考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖，确定各关系模式分别属于第几范式；根据各关系模式是否适应应用环境判断是否对关系模式进行合并或分解。
作为本实施例的一种可选实施方式，存储模块202，具体用于建立缺省数据表，缺省数据表存储的数据包括钻孔数据、水文地质参数、沉降观测点、抽水试验数据、基坑边界数据、水位降深数据、沉降观测数据、基坑开挖数据、降水井数据、基坑维护结构、水位预测点和用户信息；利用系统内部提供的接口建立自建数据表，自建数据表包括基坑控制点信息表、沉降观测点信息表、沉降预测点信息表、水位观测点信息表和水位预测点信息表。
作为本实施例的一种可选实施方式，构建模块203，具体用于先利用整体内插去掉不符合总体趋势的宏观地物特征，再采用局部内插的多面函数法来进行离散数据的内插。
作为本实施例的一种可选实施方式，可视化模块204，具体用于采用单对角线剖分法或双对角线剖分法对数字高程模型的格网进行三角分割；将数字高程模型从地面坐标系变换到屏幕坐标系；采用Lambert模型、Phong光照模型、Cook－Torrace模型、增量式模型或者Whitted整体光照模型模拟自然光照效果；对数字高程模型进行消隐和裁剪处理；绘制并显示三维地形图。
作为本实施例的一种可选实施方式，可视化模块204，具体用于根据线性内插在数字高程模型的格网边上找出给定等高线的平面位置；根据数字高程模型中格网单元之间的拓扑关系追踪等值点，形成等高线；判断等高线上连续三点之间所形成的角度是否超过预设值，若是，则在连续三点所在区域进行注记；采用曲线光滑方法使等高线光滑输出。
实施例一提供的方法中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的深基坑工程减压降水控制装置，通过前述对深基坑工程减压降水控制方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中的深基坑工程减压降水控制装置的实施方法，为了说明书的简洁，在此不再详述。
实施例三
为了更好地执行上述方法的程序，本发明实施例提供一种智能终端，如图3所示，智能终端30包括存储器301和处理器302。
智能终端30可以以各种形式来实施，包括手机、平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑和台式计算机等。
其中，存储器301可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器301可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述实施例一提供的深基坑工程减压降水控制方法的指令等；存储数据区可存储上述实施例一提供的深基坑工程减压降水控制方法中涉及到的数据等。
处理器302可以包括一个或者多个处理核心。处理器302通过运行或执行存储在存储器301内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器301内的数据，执行本发明的各种功能和处理数据。处理器302可以为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器302功能的电子器件还可以为其它，本发明实施例不作具体限定。
实施例四
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述实施例一的深基坑工程减压降水控制方法的计算机程序。
本发明具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种深基坑工程减压降水控制方法，其特征在于，包括：
获取基础数据、施工数据和监测数据；
通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储；
构建数字高程模型，根据所述数字高程模型对所述基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；
采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q-S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；
根据回归分析建立水位预测模型，通过所述水位预测模型、所述施工数据和所述监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储之前，还包括：
根据需求分析阶段所得到的语义，分别确定每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间的数据依赖；
对各关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系；
考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖，确定各关系模式分别属于第几范式；
根据各关系模式是否适应应用环境判断是否对关系模式进行合并或分解。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储，包括：
建立缺省数据表，所述缺省数据表存储的数据包括钻孔数据、水文地质参数、沉降观测点、抽水试验数据、基坑边界数据、水位降深数据、沉降观测数据、基坑开挖数据、降水井数据、基坑维护结构、水位预测点和用户信息；
利用系统内部提供的接口建立自建数据表，所述自建数据表包括基坑控制点信息表、沉降观测点信息表、沉降预测点信息表、水位观测点信息表和水位预测点信息表。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建数字高程模型，包括：
先利用整体内插去掉不符合总体趋势的宏观地物特征，再采用局部内插的多面函数法来进行离散数据的内插。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述数字高程模型对所述基础数据进行三维可视化表达，包括：
采用单对角线剖分法或双对角线剖分法对所述数字高程模型的格网进行三角分割；
将所述数字高程模型从地面坐标系变换到屏幕坐标系；
采用Lambert模型、Blinn-Phong光照模型、Cook－Torrace模型或者Whitted整体光照模型模拟自然光照效果；
对所述数字高程模型进行消隐和裁剪处理；
绘制并显示三维地形图。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述根据所述数字高程模型对所述基础数据进行二维可视化表达，包括：
根据线性内插在所述数字高程模型的格网边上找出给定等高线的平面位置；
根据所述数字高程模型中格网单元之间的拓扑关系追踪等值点，形成等高线；
判断所述等高线上连续三点之间所形成的角度是否超过预设值，若是，则在所述连续三点所在区域进行注记；
采用曲线光滑方法使所述等高线光滑输出。
7.根据权利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述基础数据包括岩土数据、水文地质数据、工程设计数据和环境安全数据；所述施工数据包括基坑开挖深度、降水井流量、累计流量和水位；所述监测数据包括流量监测数据、地下水水位监测数据、孔隙水压力监测数据、地表沉降监测数据及市政建筑沉降监测数据。
8.一种深基坑工程减压降水控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取基础数据、施工数据和监测数据；
存储模块，用于通过数据库对所述基础数据、所述施工数据和所述监测数据进行存储；
构建模块，用于构建数字高程模型；
可视化模块，用于根据所述数字高程模型对所述基础数据进行二维可视化表达和三维可视化表达；
计算模块，用于采用承压水含水层稳定流单孔抽水试验、泰斯公式迭代法参数计算、泰斯公式收敛级数法、雅克布公式、稳定流抽水试验Q-S曲线法或者承压水非完整井稳定流抽水试验计算水文地质参数；以及，
预测模块，用于根据回归分析建立水位预测模型，通过所述水位预测模型、所述施工数据和所述监测数据对地下水水位动态预测，进行趋势分析与预警。
9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被所述处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112965538A (zh) * 2021-02-04 2021-06-15 中交上海三航科学研究院有限公司 一种基于动态抗突涌的基坑降水控制系统
CN113802566A (zh) * 2021-09-28 2021-12-17 北京住总集团有限责任公司 一种用于富水砂层基坑的预应力锚索支护及施工方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10331161A (ja) * 1997-06-04 1998-12-15 Ohbayashi Corp 土留め掘削時の挙動予測方法
CN101469544A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 上海隧道工程股份有限公司 高精度承压水降深控制施工方法
CN101906786A (zh) * 2010-07-08 2010-12-08 同济大学 软土地层含承压水基坑突涌渗透破坏判断方法
CN107908901A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 上海交通大学 一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法
JP2019105130A (ja) * 2017-12-14 2019-06-27 国立大学法人大阪大学 斜面監視システムおよび斜面監視方法
CN110213542A (zh) * 2019-06-06 2019-09-06 广州商学院 一种基于物联网大数据的基坑综合在线监测云平台系统
CN110306605A (zh) * 2019-06-18 2019-10-08 武汉建工集团股份有限公司 一种用于基坑工程自动化监测的预警系统
CN111241611A (zh) * 2018-11-27 2020-06-05 星际空间（天津）科技发展有限公司 一种辅助基坑实施的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10331161A (ja) * 1997-06-04 1998-12-15 Ohbayashi Corp 土留め掘削時の挙動予測方法
CN101469544A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 上海隧道工程股份有限公司 高精度承压水降深控制施工方法
CN101906786A (zh) * 2010-07-08 2010-12-08 同济大学 软土地层含承压水基坑突涌渗透破坏判断方法
CN107908901A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 上海交通大学 一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法
JP2019105130A (ja) * 2017-12-14 2019-06-27 国立大学法人大阪大学 斜面監視システムおよび斜面監視方法
CN111241611A (zh) * 2018-11-27 2020-06-05 星际空间（天津）科技发展有限公司 一种辅助基坑实施的方法
CN110213542A (zh) * 2019-06-06 2019-09-06 广州商学院 一种基于物联网大数据的基坑综合在线监测云平台系统
CN110306605A (zh) * 2019-06-18 2019-10-08 武汉建工集团股份有限公司 一种用于基坑工程自动化监测的预警系统

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘朝安等: "《基坑降水设计》", 31 December 2011, 地质出版社 *
孙讷正: "《地下水流的数学模型和数值方法》", 30 May 1981, 地质出版社 *
徐青: "《地形三维可视化技术》", 31 August 2000, 测绘出版社 *
李靖: "框架地道桥降水与监测", 《工程建设与设计》 *
杨金中等: "《高分辨率遥感地质调查》", 31 December 2013, 测绘出版社 *
王秀兰: "《矿井水防治》", 30 April 2010, 中国矿业大学出版社 *
程新文: "《测量与工程测量》", 31 March 2000, 中国地质大学出版社 *
苑莲菊: "《工程渗流力学及应用》", 31 July 2001, 中国建材工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112965538A (zh) * 2021-02-04 2021-06-15 中交上海三航科学研究院有限公司 一种基于动态抗突涌的基坑降水控制系统
CN113802566A (zh) * 2021-09-28 2021-12-17 北京住总集团有限责任公司 一种用于富水砂层基坑的预应力锚索支护及施工方法
CN113802566B (zh) * 2021-09-28 2023-04-07 北京住总集团有限责任公司 一种用于富水砂层基坑的预应力锚索支护及施工方法

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