深基坑抗突涌的有限元模拟及分析

论文摘要

近年来,随着我国城市建设的发展,基坑工程大量涌现,开挖深度不断增加,使基坑朝着超大超深的规模发展,由此也带来了许多基坑稳定性问题。研究表明,地下水是影响基坑稳定性主要的因素,尤其在沿海地区,地下水是导致基坑工程事故发生直接的原因之一。基坑工程在开挖施工时,若基底有承压水含水层则易产生基底突涌、基底隆起、管涌或流砂等工程事故。本文主要研究承压水对深基坑底部及周围的影响,采用有限元软件Plaxis模拟分析基坑突涌和渗流对深基坑的影响。由于实际工程在沿海地区,土体主要为粘性土,则在模拟计算时采用软土蠕变模型模拟土体,并对软土蠕变模型进行试验验证,确保模拟的土体与实际情况相符。因为目前设计方法中采用压力平衡法时未考虑土体的抗剪强度,在模拟深基坑抗突涌时采用均质连续体法。对深基坑的渗流模拟得出土层在含有潜水及承压水的情况下,根据有效应力原理计算出的抗渗系数则更接近于实际情况。对实际工程的模拟分析得出深基坑的开挖降水对基坑及其周围的影响很大,其中降水能够提高土的物理力学性质指标,增加土体的有效应力,但是也会引起基坑底部土体的附加沉降。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 基坑工程发展概况
• 1.1.2 基坑工程发展的现状
• 1.1.3 基坑工程的特点
• 1.2 承压水对基坑工程的影响
• 1.2.1 地下水的埋藏条件
• 1.2.2 承压水对基坑工程的不良作用
• 1.3 目前基坑突涌稳定性分析方法及措施
• 1.4 研究现状及本文工作
• 第二章 选取本构模型及实验验证
• 2.1 PLAXIS有限元软件简介
• 2.2 软土蠕变模型简介
• c和ε_c的确定'>2.2.1 变量τ_c和ε_c的确定
• 2.2.2 一维蠕变模型
• 2.2.3 三维蠕变模型
• 2.2.4 计算弹性三维应变
• 2.3 模型参数
• 2.3.1 修正的膨胀指标、压缩指标和蠕变指标
• 2.3.2 泊松比
• 2.4 模型的试验测定及模拟验证
• 2.4.1 试验仪器
• 2.4.2 验证三维模型的有效性
• 2.5 本章小结
• 第三章 深基坑基底突涌的稳定性模拟及分析
• 3.1 基坑突涌稳定性分析方法
• 3.2 基坑突涌稳定性方法的对比及模拟分析
• 3.2.1 建立模型
• 3.2.2 压力平衡法的模拟分析
• 3.2.3 均质连续体法的模拟分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 承压水下渗流对深基坑的影响及模拟分析
• 4.1 基本概念
• 4.2 PLAXIS中渗流方程的推导
• 4.3 承压水下渗流对深基坑的影响
• 4.4 计算方法对比及模拟分析
• 4.5 本章小节
• 第五章 工程实例
• 5.1 工程概况
• 5.1.1 地质概况
• 5.1.2 水文地质条件
• 5.2 基坑开挖及降水模拟
• 5.2.1 计算结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的研究工作及成果
• 6.2 存在的问题及工作建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果