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秦皇岛市地下渗流场及地面变形控制

王瑞新  
【摘要】: 本文首先讲述了基坑降水周围环境影响的研究现状及近期研究热点。在此基础上介绍了渗流基本概念和基本方程,并根据土体的平衡微分方程、质量守恒定律、有效应力原理以及达西定律建立了渗流场与应力场耦合数学模型。利用有限差分软件FLAC对基坑降水环境效应的耦合性状进行分析。 将耦合有限差分模型应用于秦皇岛市东港路改造工程基坑降水工程,得出如下结论: 1.降水前总应力、有效应力和孔隙水压力在水平方向是均匀等值分布的,竖直方向由上到下按一定的梯度逐渐递增。降水后,总应力等值线总体下沉近似成曲线分布,且左边界处下沉最多,右边界处下沉最少,从左到右逐渐过渡。有效应力变化趋势与总应力变化趋势正好相反。孔隙水压力变化趋势与总应力变化趋势很接近,且等值线近似成漏斗状。 2.降水导致了孔隙水压力的变化,从而使饱和区与非饱和区的分布也发生了变化。降水前,自由水面呈水平分布;降水后,饱和区范围减小,非饱和区范围增大。自由水面近似成漏斗状。 3.孔隙水压力的变化导致了土体变形。规律为:水平方向离开基坑由近到远沉降逐渐减小,竖直方向为由上到下沉降逐渐减小。 4.距基坑中心水平距离n米处,降水后孔隙水压力变化使有效应力比降水前沿深度增大,并随着n的增大,增大幅度减小;从而导致地面沉降随n的增大而减小。 最后将计算结果和现场实测数据进行对比,验证了渗流耦合模型在工程应用中的合理性和正确性,具有一定的理论意义和实用价值。


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