武漢長江一級階地地鐵深基坑滲流應力耦合研究.pdf

1、武漢地區(qū)深基坑事故中，九成以上是因為地下水控制失效造成的。其中，承壓水含水層在長江一級階地中普遍存在，且含水層厚度很大，承壓水頭很高，成為武漢地區(qū)深基坑工程的一大特點。針對武漢長江一級階地地鐵深基坑，研究其降水與開挖施工過程中引起的地面沉降以及基坑穩(wěn)定等影響與變化規(guī)律具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 (1)基于地下水滲流計算與三維比奧固結理論，對深基坑降水與開挖的流固耦合效應進行了分析，建立了滲流場與應力場耦合計算模型。并對三維快速拉

2、格朗日有限差分程序FLAC3D的流固耦合計算模式進行了研究。(2)對武漢長江一級階地地下水埋藏類型與其對深基坑危害特點作了總結與分析，重點研究了武漢長江一級階地的承壓水特征。利用FLAC3D對某豎井基坑施工過程進行了數(shù)值模擬，計算結果與監(jiān)測結果吻合較好，驗證了FLAC3D流固耦合模型和編程思路的合理性與正確性。(3)最后針對處于長江一級階地的武漢市地鐵四號線一期工程工業(yè)路車站，使用FLAC3D對其降水與開挖施工過程進行了滲流應力耦合模擬

3、，分別對各種工況條件下的地表沉降、孔隙水壓力特征、坑底隆起、動水壓力等計算結果進行了研究，并對地下連續(xù)墻深度、承壓水位變化影響、耦合與不耦合等情況進行了對比與分析。
　　 通過對上述計算結果進行研究與分析，獲得了一些有意義的規(guī)律。其中，地表沉降形成了二次函數(shù)曲線分布形態(tài)的沉降凹槽，降水引起的沉降要比開挖引起的大;武漢長江一級階地承壓水水頭高，在施工過程中坑底向上回彈隆起較大；地下連續(xù)墻以下滲流速度最大，容易發(fā)生滲透破壞，隨著擋墻

4、高度的增加，滲流路徑加長，會導致水頭損失的增加，滲流速度減??；武漢長江一級階地承壓水與江水有密切的水力聯(lián)系，承壓水頭越高，降水引起的地表沉降越大;相較于不考慮流固耦合計算，考慮耦合的計算結果與工程實際規(guī)律更為吻合，能起到更好的預測與信息化施工。
　　 論文成果在一定程度上彌補了對武漢長江一級階地地貌條件下滲流場與地下水控制研究的不足。為該基坑施工過程中的防水止水與加固設計提供了理論依據(jù)，有益于信息化施工;并為今后類似的工程設計與