软土地区基于流固耦合理论的基坑变形分析

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1、密级：石家庄经济学院硕士学位论文软土地区基于流固耦合理论的基坑变形分析论文作者：陈金凤学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：地质工程指导教师：王生力职称：教授企业指导教师：刘曙召职称：高级工程师`SecrecyRate：DissertationSubmittedtoShijiazhuangUniversityofEconomicsforTheMasterDegreeofGeologicalEngineeringThedeformationanalysisoffoundationpitbasedoncouplingofflui

2、dandsolidtheoryonsoftsoilareabyChenJinfengSupervisor:Prof.WangShengliAssociateSupervisor：LiuShuzhaoDecember.2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由

3、本人承担。学位论文作者签名：日期：摘要近年来，国内外岩土工作者对基坑工程的研究取得了很多的优秀成果，在基坑的设计、施工上也积累了许多可借鉴的经验。随着城市现代化的加速发展，城市的高层及地下建筑物不断增加，随之对基坑稳定性及变形的要求也越来越高。特别是在沿海软土地区，需要采取有效的措施减少这种复杂的地质条件对基坑稳定性及变形的影响。在软土地区一个很显著的问题就是地下水的问题，在基坑开挖过程中当开挖面在地下水位以下时需要进行基坑降水，地下水水位的变化引发土体渗流场和应力场的改变，且渗流场与应力场的相互作用，会对基坑变形及围护结构内力产生影

4、响。因而，研究基坑渗流场与应力场耦合作用具有重要的理论研究价值和工程应用价值的。本文以软土地区基坑工程为实例，分别采用MC模型、HS模型对其进行有限元模拟，分析得到用HS模型得出的结果更接近于实际情况，所以在模拟软土地区基坑开挖过程选用HS本构模型较为适合。借助苏州狮山科技馆基坑工程实例对其降水开挖过程进行数值模拟。结合渗流场、应力场的耦合方程，利用数值软件PLAXIS建立两个基坑模型，一个是基于总应力法不考虑水影响的模型，另一个是基于有效应力法考虑基坑降水的流固耦合模型。对墙体位移、基底隆起值、地表沉降及墙体内力值进行对比分析，得出

5、考虑耦合作用下的基坑变形及内力均大于不考虑耦合作用的结果，且耦合作用下的基坑位移与实际监测数据较接近，提出在软土地区进行基坑开挖降水需要考虑耦合作用的影响。同时，分析了降水深度、嵌固深度对坑外土体沉降产生的影响，加大嵌固深度会减小坑外土体的沉降，降水深度的增加会加大坑外土体的沉降。关键词：基坑工程基坑降水地下水渗流流固耦合有限元法基坑变形IABSTRACTInrecentyears,geotechnicalworkersathomeandabroadhasmadealotofoutstandingachievementsintheex

6、cavationengineeringresearch,andhasaccumulatedlotsofusefulexperienceofpitdesignandconstruction.Withtheaccelerateddevelopmentofurbanmodernization,high-risebuildingsofthecityareconstantlybecominghigherandfollowedbyhigherdemandingofexcavationstability.Especiallyincoastalare

7、as,manytallbuildingscanonlybebuiltonsoftsoil,henceweneedtotakeeffectivemeasurestoreducetheimpactofthiscomplexgeologicalconditionsonfoundationstabilityandthesurroundingenvironment.Averysignificantprobleminsoftsoilareaistheproblemofgroundwater.Excavationdewateringneedtobe

8、doneduringexcavationwhentheexcavationsurfaceisbelowthewatertableprecipitation,becausegroundwaterlevelchangecau