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不同渗流场形态下深基坑变形的数值模拟及作用效果研究
摘要
在城市土地利用的开发过程中，深基坑作为临时性工程在许多项目中得到了广泛的应用。深基坑的施工引起了周围地区的土体变形和地下水位的变化，这对地下管线、邻近建筑物、交通和排水系统等设施的安全性产生了很大影响。因此，了解不同渗流场形态下深基坑变形对周围环境的影响，对于深基坑施工的安全及城市建设至关重要。
本研究利用FLAC3D数值模拟软件，针对不同渗流场形态下深基坑变形及其对周围环境的影响进行了研究。研究结果表明，深基坑开挖会导致基坑边缘地表下降和基坑变形，严重影响周围地下管线和相邻建筑物的稳定。渗流场的存在会加剧基坑的变形，不同渗流场形态既有相互补充的作用，又存在作用效果上的差异。因此，在深基坑施工前需要进行基坑附近渗流场的调查，针对不同渗流场采取相应的防护措施，减少不必要的损失。
关键词：深基坑；渗流场；变形；模拟；安全
Abstract
Deepexcavationshavebeenwidelyusedastemporarystructuresinmanyurbandevelopmentprojects.However,excavation-inducedsoildeformationandchangesingroundwaterlevelhaveraisedconcernsregardingthesafetyofundergroundpipelines,adjacentbuildings,traffic,anddrainagesystems.Itisthereforecrucialtounderstandtheimpactofdeepexcavationdeformationunderdifferentseepagefieldconditionsonsurroundingenvironmentsforsafeconstructionandurbandevelopment.
Inthisstudy,FLAC3Dnumericalsimulationsoftwarewasusedtoinvestigatethedeformationofdeepexcavationsunderdifferentseepagefieldconditionsandtheirimpactonsurroundingenvironments.Theresultsindicatedthatdeepexcavationwillcausethegroundsurfacetosinkandtheexcavationtodeform,severelyaffectingthestabilityofsurroundingundergroundpipelinesandadjacentbuildings.Thepresenceofseepagefieldsexacerbatesexcavationdeformation,anddifferentseepagefieldconditionshavebothcomplementaryeffectsanddifferencesintheirimpact.Therefore,itisnecessarytoinvestigatetheseepagefieldneartheexcavationsitebeforedeepexcavation,andcorrespondingprotectivemeasuresshouldbetakentoreduceunnecessarylosses.
Keywords:deepexcavation;seepagefield;deformation;simulation;safety
1.前言
深基坑工程作为城市建设中的重要临时性工程，广泛应用于许多基础设施建设中。然而深基坑的开挖会引起周围地质环境和地下水位的变化，直接影响到周围的建筑、地下管线、交通和排水系统。
近年来，通过现场监测和数值模拟等方法对深基坑开挖进行研究，以减轻深基坑施工对周围环境的影响。然而由于地下渗流场的存在，深基坑变形还存在一定的不确定性，需要深入探讨不同渗流场形态下深基坑变形的规律和作用效果。
本文基于FLAC3D数值模拟软件，针对不同渗流场形态下深基坑变形及其对周围环境的影响进行了研究，并提出了相应的防护措施，以期为深基坑施工提供参考。
2.研究方法
2.1数值模拟模型
本文采用了FLAC3D数值模拟软件来模拟深基坑开挖过程和不同渗流场形态下的地下水位变化与渗流情况。模拟的区域长100m，宽60m，深30m。模拟区域中心设有一个深度为20m，长40m，宽20m的基坑。模拟区域的土层结构如下：0-10m为露头层、10-20m为基岩，其中露头层和基岩之间间隔有一层土壤层，厚度