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在有控制的降水条件下基坑周边土体沉降的计算方法研究

赵连平  
【摘要】: 在基坑底部以下存在承压水层的情况下,基坑开挖减少含水层上覆不透水层的厚度。当其减少到一定程度,为防止承压水的水头压力将顶裂或冲毁基坑底面发生突涌,造成基坑失稳破坏,通常采取降水措施。而工程中为满足基坑抗突涌稳定的要求,通常将地下水位(水头)降低至基坑底面以下,实际上坑底的一定厚度的不透水层能够平衡部分水压力,水位可以高于坑底高程,即水头下降是可以控制在一定范围内的。 针对这种降水形成的水头降落漏斗对基坑周边土体产生影响的研究也是一重要课题。承压水层减压降水过程中总应力保持不变,因此水头差将全部转化为有效应力,是计算这类沉降的主要依据。同时基坑的降水属于非稳定流,因此水头变化是随时间变化的曲线。本文在非稳定流基础上推导出降水引起基坑周边土体的沉降计算公式。通过将水头变化曲线简化为不同时间段上的稳定水头差值,依据沉降计算公式进行沉降曲线的叠加,可得到最终沉降变化曲线。最后将本文提供的沉降计算公式应用于广东潮州供水枢纽工程西溪厂房基坑降水工程,并结合有限元软件ADINA进行对比验证,发现本文提供的沉降计算方法不仅操作方便,更能在水位随时变化的情况下,得到累加的地表沉降曲线,由此能较好的预告地表沉降发展趋势,对施工起到了一定的指导作用,也为同类问题的分析提供参考。


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