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基坑降水引起地面沉降的有限差分数值模拟

姚文清  
【摘要】: 基坑降水引起地面沉降是三维流固耦合问题。采用有限差分法求解三维非稳定渗流微分方程,并建立了基坑降水过程中渗流场与应力场耦合模型。借助三维有限差分数值模拟软件FLAC3D,应用fish语言编制程序,建立三维地面沉降模型,以沈阳市地铁基坑降水工程为例进行数值模拟。达到设计降深时降水影响范围半径为50m,地表沉降形成了二次函数曲线形态的沉降凹槽,沉降槽宽度约为50m,槽底竖向位移达到最大沉降量11.705mm。模型修正后最终地面沉降量为12.361mm,与地面沉降观测结果吻合,表明所建流固耦合模型和编制程序的正确性。不考虑流固耦合作用时地表沉降仅为3.768mm,因此流固耦合作用必须加以考虑。最终地面沉降量小于15mm,满足控制要求,不会危害周围环境。


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