基坑降水對周圍環(huán)境影響的數(shù)值模擬分析.pdf

1、在粉砂性土地基中,為增加基坑的穩(wěn)定性,降低地下水位、減少基坑內(nèi)外水頭差是比較常用、有效且經(jīng)濟的措施.但降低地下水位將引起周圍建(構(gòu))筑物和地下管線產(chǎn)生附加沉降,對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響.基坑降水對周圍環(huán)境的影響已經(jīng)引起人們的重視,但總體而言,目前國內(nèi)外對這方面的研究尚未深入,有必要對此進行系統(tǒng)的研究.首先介紹了二維非穩(wěn)定滲流有限元方程,討論了潛水含水層的自由邊界處理問題,建議采用初流量法處理潛水含水層的自由面計算問題,該方法的優(yōu)點是對自由

2、面處理過程中,可以不必修改計算單元的結(jié)點坐標,這對于應(yīng)力場與滲流場的耦合分析計算非常有利.其次根據(jù)土體的平衡微分方程、質(zhì)量守恒定律、有效應(yīng)力原理以及達西定律建立了考慮源匯項的滲流場與應(yīng)力場耦合數(shù)學(xué)模型,并且提出了直接耦合有限元計算方法.利用有限元軟件ABAQUS對基坑降水環(huán)境效應(yīng)的耦合性狀進行分析.通過二維有限元計算分析表明:降水后基坑周圍水位線、降水影響范圍和地表沉降的分布規(guī)律受基坑周圍土體彈性模量、滲透系數(shù)和降水深度等因素影響.對基

3、坑周圍水位線、降水影響范圍性狀和周圍土體沉降性狀依次進行了分析.考慮回灌作用的有限元模型計算分析表明:設(shè)置回灌井或者回灌排水溝都可減小回灌處以外的地表總的沉降和不均勻沉降,隨著排水溝離開基坑邊距離的增加,回灌點以外的總沉降量和不均勻沉降都減少,回灌井埋設(shè)深度對周圍地表沉降影響較小;通過考慮止水帷幕的有限元模型計算分析表明:設(shè)置止水帷幕可大大減小基坑周圍土體總沉降和不均勻沉降,隨著打設(shè)止水帷幕深度的增加,基坑周圍地表總沉降和不均勻沉降都減