基坑工程非穩(wěn)定滲流場的有限元分析.pdf

1、改革開放30年以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了飛躍發(fā)展。隨著城市的數(shù)量和規(guī)模越來越大，為解決目前普遍存在的城市人口膨脹、交通擁擠等一系列環(huán)境問題，積極開發(fā)地下空間已成為一種發(fā)展方向。大型建筑基坑，縱橫交錯的地下軌道交通和車站，大型地下停車場，地下商場等在國內(nèi)各大城市不斷出現(xiàn)，而且基坑的深度和面積還呈現(xiàn)不斷加深加大的趨勢，有些深基坑的開挖深度已經(jīng)超過40米。雖然各地的承壓含水層埋深各不相同，但是有些地區(qū)基坑開挖已經(jīng)深入到承壓

2、含水層中，基坑開挖深度內(nèi)，部分承壓含水層已經(jīng)被疏干，所以基坑降水已經(jīng)不再是對淺部潛水疏干降水的問題，為了防止下部承壓水沖毀基坑底板造成突涌，還必須認(rèn)真關(guān)注下部承壓含水層的降壓問題。
　　 本文針對現(xiàn)在基坑工程中出現(xiàn)的降水、降壓問題主要做了以下的工作：
　　 一、通過大型巖土工程有限元軟件GEO-SLOPE中的滲流模塊SEEP/W 建立模型來模擬基坑非穩(wěn)定滲流場，分別研究在潛水含水層中進(jìn)行基坑降水的過程中，隨著基坑內(nèi)外水位

3、的不斷變化，滲透系數(shù)各向異性、土的分層、地下水流向、帷幕存在缺陷，帷幕插入深度等因素對止水帷幕下斷面的流量、流速分布等滲流基本物理量的影響。
　　 二、使用SEEP/W模塊建立模型模擬當(dāng)基坑底板距離承壓含水層較近時，采用減壓井降低承壓水水頭時，隨著減壓時間的增加，考慮上層潛水含水層對承壓含水層存在越流補(bǔ)給的影響，分別研究土的滲透系數(shù)各向異性、不同的承壓水水頭、土的滲透系數(shù)、止水帷幕插入深度等因素對止水帷幕下斷面的流量、最大流速等

4、滲流基本物理量的影響。
　　 通過模擬分析得到以下結(jié)論：
　　 一、在基坑降水過程中，使用止水帷幕可以有效的減小流入基坑的水量，并且隨著帷幕深度的增加，基坑周圍地下水自由面下降高度不斷減小，從而可以有效的減小周邊土體由于地下水位的下降而導(dǎo)致的土中應(yīng)力的變化，減小對周圍環(huán)境的影響。
　　 二、當(dāng)沒有做成完整的止水帷幕時，防滲體局部失效引起滲流場突變，在帷幕缺陷處水的流速和水力梯度均較大，在此處容易發(fā)生土體的破壞并進(jìn)

5、而引起發(fā)展性滲透破壞。在基坑降水工程中要意識到帷幕完整的重要性，保證止水帷幕的施工質(zhì)量。
　　 三、考慮滲透系數(shù)的各向異性影響，當(dāng)土的水平向滲透系數(shù)較大時，在帷幕下斷面處其流速分布較均勻，水頭等勢線豎向變化比較強(qiáng)烈；當(dāng)土的豎向較大時,水頭等勢線豎向變化平緩,在遠(yuǎn)離基坑的位置基本接近于直線，并且隨著豎向滲透系數(shù)的增大，沿帷幕兩側(cè)的水流速度逐漸增大。
　　 四、如在基坑降水過程中存在地下水初始流動的情況，在上游帷幕下斷面的流