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基坑降水对周围地面沉降的控制研究

作　者: 胡欣
导　师: 严驰
学　校: 天津大学
专　业: 岩土工程
关键词: 基坑降水渗流地面沉降回灌
分类号: TU753.66
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 313次
引　用: 2次
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内容摘要

一般来说,基坑工程是一个涉及岩土,结构,土力学、水文地质、渗流力学、工程地质等多个学科综合性很强的系统工程,所以说无论是在施工技术上还是在理论基础上基坑工程都是一个极其复杂的课题。很重要一点在于基坑工程中的渗流影响,在基坑开挖过程中的地下水的变化直接影响了工程的技术处理以及安全问题。由于许多基坑出现在建筑物密集区,尤其是深基坑的开挖降水,必然会引起周围地下水位的变化,从而导致周围土体不均匀沉降,进而使得周围的建筑物也发生不均匀沉降,严重的可能导致建筑物倒塌,危害人们的生命安全,给社会经济带来不同程度的损失。实际上我们在处理数学模型时不可以设计得简单或是过于理想化,如果这么做那么在计算土层变形时即使我们考虑的相当全面、十分精准也会失去意义。在基坑降水设计工程中我们必须慎重考虑,一是因为降水的效果好坏将会直接引起到基坑的开挖,有可能使基坑结构不稳定,甚至造成坑底突涌的工程事故；是降水也会间接影响到周围建筑物的安全,因为正确处理基坑过程中的降水问题是保证整个工程安全的重要一环。这一切的前提就是对地下水渗流问题进行有效地研究与分析,发现其中的规律,使得整个降水过程既经济又合理,同时提出行之有效的地面沉降控制措施,以保证周围建筑物在基坑开挖过程及使用过程中的安全。研究结果表明,地下渗流场的改变直接导致了基坑周围地面沉降,本文提出的三种控制地面沉降的措施分别为：1.间歇性降水；2.加深止水帷幕；3.布置回灌井；三种措施目的就是控制基坑周围的地下渗流场的改变,从而达到控制地面沉降的目的。实例计算表明,使用三种措施与没有使用任何措施对比之间的地面沉降值发现,三种措施均有不同程度的防治地面沉降的效果,其中各有各的使用特点与优势。所以在采取这些控制措施之后可以很好的解决因基坑降水引起的周围地面沉降的问题,保证了基坑工程的安全性。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 本文的研究背景  7-8
  1.2 问题的提出  8
  1.3 国内外研究现状  8-13
    1.3.1 地下水位变化引起的地面沉降  8-11
    1.3.2 地面沉降数学模型研究现状  11-13
  1.4 本文研究内容  13-15
第二章应力场与渗流场耦合分析  15-24
  2.1 渗流分析  16-18
    2.1.1 承压水非稳定渗流  16-17
    2.1.2 潜水非稳定渗流  17-18
  2.2 三维非稳定渗流有限差分方程  18-20
    2.2.1 有限差分法概述  18-19
    2.2.2 非稳定渗流有限差分方程  19-20
  2.3 渗流场与应力场耦合模型的建立  20-24
    2.3.1 渗流场与应力场耦合关系  20-21
    2.3.2 一般基坑的降水模型  21-22
    2.3.3 渗流场与应力场耦合分析步骤  22-24
第三章 FLAC3D的流固耦合数值模拟  24-31
  3.1 流固耦合数值模拟  24-28
    3.1.1 流体边界条件  27
    3.1.2 时标  27-28
  3.2 完全耦合分析方法  28-31
第四章基坑降水对周围环境数值模拟  31-60
  4.1 工程简介  31-32
  4.2 建模过程  32-44
  4.3 控制地面沉降措施  44-58
    4.3.1 间歇性降水对地面沉降的影响  45-49
    4.3.2 加深止水帷幕深度对地面沉降的影响  49-53
    4.3.3 设置回灌井对基坑周围地面沉降的影响  53-58
  4.4 本章小结  58-60
第五章结论与展望  60-62
  5.1 结论与成果  60-61
  5.2 进一步的方向  61-62
参考文献  62-65
发表论文和参加科研情况说明  65-66
致谢  66

基坑降水对周围地面沉降的控制研究

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