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《滲流—應(yīng)力場(chǎng)耦合作用下蘇州工業(yè)園區(qū)某地下車(chē)庫(kù)基坑變形研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、滲流—應(yīng)力場(chǎng)耦合作用下蘇州工業(yè)園區(qū)某地下車(chē)庫(kù)基坑變形研究 摘要：地下水滲流對(duì)基坑變形的影響成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，以蘇州工業(yè)園區(qū)某地下車(chē)庫(kù)基坑為例，采用ABAQUS模擬基坑開(kāi)挖及支護(hù)過(guò)程，分析基坑開(kāi)挖過(guò)程中的變形及滲流場(chǎng)規(guī)律。結(jié)果表明：在開(kāi)挖間歇期的坑外地表沉降量均比同期開(kāi)挖結(jié)束后的沉降量要小，而基底隆起量比同期開(kāi)挖結(jié)束后的隆起量要大。每步開(kāi)挖間歇結(jié)束時(shí)，圍護(hù)墻的水平位移有所減小。隨著開(kāi)挖的進(jìn)行，圍護(hù)墻周?chē)乃^等勢(shì)線越來(lái)越密，地面沉降形狀為下凹的盆地形狀。關(guān)鍵詞：基坑滲流-應(yīng)力耦合分析有限元模擬中圖分類(lèi)號(hào)：TU43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
2、1672-3791（2013）05（b）-0039-04基坑開(kāi)挖時(shí)，坑內(nèi)外通常存在著水頭差，地下水將在坑內(nèi)外水頭差作用下發(fā)生滲流?；娱_(kāi)挖過(guò)程是地下水滲流與巖土變形動(dòng)態(tài)耦合的過(guò)程。利用滲流-應(yīng)力耦合理論研究開(kāi)挖過(guò)程中地下水的滲流形態(tài)和孔隙水壓力場(chǎng)的分布，分析地下水滲流對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響具有重要意義。7近幾年來(lái)，許多研究者在分析滲流穩(wěn)定問(wèn)題時(shí)，引入了滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的關(guān)系，即滲流-應(yīng)力耦合關(guān)系，并在巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域取得了一定的成果和進(jìn)展，滲流-應(yīng)力耦合問(wèn)題已成了研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。謝兼量[1]進(jìn)行了滲流應(yīng)力耦合條件下的海堤邊坡穩(wěn)定性研究；賈善坡
3、等[2]進(jìn)行了泥巖隧道施工過(guò)程中，滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)完全耦合的損傷模型研究；張巍等[3]對(duì)大型地下洞室群圍巖進(jìn)行了應(yīng)力-損傷-滲流的耦合分析；張媛媛[4]，苗麗等，周建國(guó)等[6]在土壩的滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合應(yīng)用方面的研究獲得了一些進(jìn)展；王強(qiáng)等[7]，楊永恒[8]，郭娟[9]，周舒威等[10]基于滲流-應(yīng)力耦合對(duì)尾礦壩的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究；李筱艷[11]、紀(jì)佑軍等[12]采用滲流-應(yīng)力耦合分析，求解基坑的滲流場(chǎng)以及位移場(chǎng)。本文結(jié)合蘇州工業(yè)園區(qū)星海街站南北兩側(cè)公共地塊地下車(chē)庫(kù)項(xiàng)目，利用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行了基坑工程在滲流-應(yīng)力耦合作用下的變形
4、分析，可為基坑工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。1工程概況和地質(zhì)條件星海街站南北兩側(cè)公共地塊地下車(chē)庫(kù)場(chǎng)地，位于蘇州工業(yè)園區(qū)星海街及其以西、蘇華路南北兩側(cè)的公共地塊內(nèi)。項(xiàng)目主要包括綠地、下沉式廣場(chǎng)、地下兩、三層停車(chē)場(chǎng)及局部商業(yè)、預(yù)留地下通道，部分地面建（構(gòu)）筑物。地下車(chē)庫(kù)北基坑北側(cè)5m為蘇雅路，東側(cè)基坑邊線位于星海街慢車(chē)道上，距離建園大廈4～77m，南側(cè)基坑邊線位于蘇華路慢車(chē)道上，西側(cè)較為空曠，現(xiàn)為綠化草坪。南基坑北側(cè)基坑邊線位于蘇華路慢車(chē)道上，東側(cè)基坑邊線位于星海街慢車(chē)道上，距離星海大廈3～7m，南側(cè)基坑邊線以南7m有一近東西走向河道（相門(mén)塘），
5、C25孔以南現(xiàn)為在建工地，西側(cè)較為空曠，為綠化草坪。地下室結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架體系，地下室結(jié)構(gòu)底板（無(wú)論地下兩層或三層）均處于同一標(biāo)高，地下室結(jié)構(gòu)頂板上部覆土（至自然地面）地下三層處約1.3m，地下兩層處約3.0m，基坑深度為自然地面以下約14.5m。3有限元分析3.1模型尺寸與計(jì)算參數(shù)2.2邊界條件模型左邊界為軸對(duì)稱(chēng)邊界條件，右邊設(shè)置水平方向位移約束，底部邊界設(shè)置水平、豎直方向位移約束。模型右邊界假定孔隙水壓力不發(fā)生變化為定水頭邊界，即水源源不斷地補(bǔ)充，模型底部為不透水邊界，模型左邊界孔隙水壓力隨著降水水頭的變化而變化。2.3有限
6、元模擬的實(shí)施步驟3計(jì)算結(jié)果與分析3.1降水開(kāi)挖引起的基坑變形7地下水滲流作用貫穿于基坑工程整個(gè)施工過(guò)程中，無(wú)論是降水階段，還是開(kāi)挖加撐階段。而基坑的變形主要就是樁體的變形、樁后地面沉降和基坑底部隆起。圖2為二維基坑模型降水開(kāi)挖過(guò)程中的土體沉降變形圖?？梢园l(fā)現(xiàn)：（1）隨著開(kāi)挖過(guò)程的不斷進(jìn)行，樁后地面的沉降量和基坑底部的隆起量都在不斷增加。（2）在考慮滲流作用的情況下，基坑在開(kāi)挖間歇期的沉降變形值均比同期開(kāi)挖結(jié)束后的沉降變形值要小，而基坑隆起量卻比同期開(kāi)挖結(jié)束后的隆起量要大，但兩者的變化量不大。3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移圖3為不同開(kāi)挖階段圍護(hù)墻的
7、水平位移變化曲線，每步開(kāi)挖和間歇期的趨勢(shì)一致，最大水平位移發(fā)生的位置隨著開(kāi)挖深度的增大而逐漸下移，與各步開(kāi)挖面基本保持一致，最終在基坑底面處達(dá)到最大。從圖中還可以看出：（1）隨著開(kāi)挖深度的增加，墻身下部的位移隨之增大，而頂部位移有減小的趨勢(shì)，其最大位移發(fā)生在第三次開(kāi)挖結(jié)束之后。（2）在每步開(kāi)挖間歇結(jié)束時(shí)圍護(hù)墻的水平位移均有所減小，這是由于超靜孔隙水壓力的消散和滲流造成坑外水壓力的減小，使得墻體的位移有所回落，有利于基坑的穩(wěn)定性。3.3基坑底隆起變形3.4孔隙水壓力變化7基坑降水開(kāi)挖引起的滲流場(chǎng)總靜孔隙水壓力如圖5所示，a為地應(yīng)力平衡時(shí)的初
8、始孔隙水壓力分布圖，此時(shí)孔壓不存在超靜孔壓，孔壓分布和重力場(chǎng)平衡，所以不發(fā)生滲流；b～d為每步開(kāi)挖結(jié)束時(shí)和開(kāi)挖間歇期結(jié)束時(shí)土體中的總靜孔壓的分布圖，由于降水開(kāi)挖后基坑內(nèi)外產(chǎn)生水頭差變化，開(kāi)挖卸
