渗流对深基坑工程的影响分析

【摘要】：地下水渗流是引起深基坑破坏的重要因素之一，研究渗流对深基坑工程的影响机制是有意义并且是必要的。 首先，由于渗流的存在，影响了固态基坑土的力学性能，包括土的应力分布状态及变形情况都受渗流的影响，当然在另一方面，土的变形也会改变流体运动的通道从而影响渗流的力学性能，这就是所谓的流固耦合问题；其次，渗流对基坑土体带来的破坏形式常常体现为流土和管涌两种基本形式，从某种程度上来说，这两种破坏是跟渗透坡降是有关系的，因此有必要对工程的渗流场进行分析。 本文对渗流及其与土体耦合机理进行了有限元分析，并用Fortran语言编制了相应的计算程序。从一般的质量守恒与动量守恒原理出发建立了渗流问题的控制方程；通过单元离散，利用伽辽金法推导了渗流控制方程的有限元格式。比较发现，渗流传导方程与一般弹性力学的平衡方程在有限元格式上十分近似，因此在程序上可以统一处理。联立流体与土体两组方程，建立了两相耦合方程。考虑到土体的非线性性质，本文采用了弹塑性方法中的增量初应变法对耦合方程进行解答。 用本文的渗流及耦合理论对深基坑的渗流场、应力场及位移场进行初步分析，具有一定的理论和实践意义。