浅谈考虑渗流影响的基坑工程三维有限元模拟及分析

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1、天津大学硕士学位论文考虑渗流影响的基坑工程三维有限元模拟及分析姓名：赵文超申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：严驰20080501摘要基坑降水是基坑工程中的一个难点，而大多数基坑事故都与地下水的处理不当有关，因此对地下水的研究是十分重要的。地下水渗流会引起基坑失稳、流土、管涌、地面沉降，更严重的还会对基坑周围建筑物、地下管线和其他市政设施产生影响。因此，如何控制好地下水，减小其对基坑开挖和周围环境的负面影响，是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的重要组成部分。为对渗流场进行研究，本文利用有限元软件对基坑降水开挖进行

2、数值模拟。首先，土体本构模型的选择将直接决定计算结果的准确性。本文介绍了可以模拟基坑加卸载问题的高级模型一Hardening—Soil模型，通过算例分析其参数对计算结果的影响，并与摩尔一库伦模型进行比较，验证其优越性。本文在过去对基坑渗流场二维分析的基础上，考虑空间效应，对基坑降水开挖进行三维有限元模拟，并与二维模拟结果进行对比。三维模拟能比较理想地反映基坑空间布置、土的渗透系数各向异性和土层的划分对基坑变形和渗流场的影响，从而在一定程度上弥补了二维研究的不足，使研究结果更有现实意义。二维模型得到的地连墙位移和坑底隆起稍

3、大于三维模型的结果。但实际工程中模拟基坑(特别是长宽比较大情况)的降水开挖时，考虑成平面问题可以简化计算充分考虑重点影响因素，二维分析渗流场能得到更清晰直观的结果，虽然结果稍偏于保守，但也有其优势和现实意义。因此结合三维和二维模拟分析，可以为基坑工程防水与降水方案设计提供一定的理论依据。关键词：基坑工程渗流场空间效应有限元模拟ABSTRACTGroundwater-loweringisadifficultproblemofthefoundationpitengineering，andmostaccidentsoffoun

4、dationpitengineeringarerelatedtogroundwaterseepage，SOdoingresearchandanalysisongroundwaterisveryimportant．Thegroundwaterseepagemaycausefoundationpitdestabilization，driftsand，pipingeffect，landsubsidence，andwhatismoreithasimpactsonbuilding，undergroundpipeandotherpu

5、blicfacilitiesaroundthepit．Therefore．thecontrolofgroundwaterandreductionofitsnegativeinfluenceuponfoundationpitandsurroundingenvironmentbecomeveryimportantindeepexcavationproject．Forresearchingseepagefields，thefoundationpitexcavationissimulatedbyusingthefiniteele

6、mentanalysisprograminthepaper．Aboveall，thechoiceofsoilconstructivemodelmaydirectlyimpactthecalculationresult’Saccuracy．ThispaperintroducesanadvancedsoilconstructivemodelHardening—Soilmodel，whichisgoodatdealingwithloading·unloadingproblem，andanalysestheimpactsonre

7、sultwhenchangingitsparameters．IncontrasttOMolar-Coulombmodel，wecanproveHardening-Soilmodel’Ssuperiority．Onthebasisof2Dfiniteelementanalysesofseepagefieldsinfoundationpits，thiSpaperconsidersspatialeffects．simulatesthefoundationpitexcavationwith3Dfiniteelementandco

8、mparesitsresultwith2D’S．3DsimulationCangivetheimpactscausedbythespacelayoutoffoundationpit，theanisotropyofpermeabilitycoe伍cientandthedivisionoflayer，thusthedef