[發(fā)明專利]一種基坑施工中承壓水降水對周邊環(huán)境影響的計算方法

有效

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• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107908901B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 李明廣;張揚清;王建華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發(fā)明提出一種基坑施工中承壓水降水對周邊環(huán)境影響的計算方法，包括下列步驟：確定周邊環(huán)境、工程地質(zhì)條件及各土層參數(shù)；在數(shù)值軟件中建立計算模型；按照基坑開挖與降水的施工工序進行模擬，得出模擬結果；調(diào)整承壓含水層的滲透系數(shù)；對調(diào)整后的模型按照基坑施工工序進行模擬，但不用對承壓含水層進行降水；將調(diào)整前的模擬結果減去調(diào)整后的模擬結果，得出降承壓水的影響。本發(fā)明通過調(diào)整承壓含水層的滲透系數(shù)，使得在模擬時可不考慮承壓含水層的承壓性和高滲透性，從而可得到不考慮降承壓水的模擬結果。進而將考慮降承壓水的模擬結果與調(diào)整后的不考慮降承壓水的模擬結果相減，最終可得到承壓水降水對基坑施工中周邊環(huán)境的影響。

技術領域

本發(fā)明涉及土木建筑行業(yè)基坑施工分析方法及環(huán)境保護研究方法，具體涉及一種基坑施工中承壓水降水對周邊環(huán)境影響的計算方法。

背景技術

近年來，我國沿海軟土地區(qū)城市建設節(jié)奏不斷加快，地下空間開發(fā)的規(guī)模和深度不斷加大，使得深基坑工程所面臨的承壓水問題也越來越突出。在承壓含水層埋深較淺的地區(qū)，為了保證基坑施工安全，不得不對承壓水進行減壓降水。但在非完全隔斷的情況下，基坑內(nèi)的減壓降水將引發(fā)基坑外承壓水頭變化和應力場的改變，從而導致周圍土體的變形，對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響，甚至出現(xiàn)工程事故，如建筑物不均勻沉降引起開裂、地下管線爆裂等。因此，準確地預測基坑施工中降承壓水對周圍環(huán)境的影響是具有重大意義的。

目前對于降承壓水對土體變形的影響也有許多研究。2011年龔曉南等在《巖土工程學報》(2011，No.33，pp.145-149)中發(fā)表的“承壓水降壓引起的上覆土層沉降分析”一文認為承壓水減壓降水會使得承壓層頂板受到一向下的附加應力作用，使得承壓層發(fā)生壓縮進而引起地表出現(xiàn)沉降變形。2013年王春波等在《同濟大學學報(自然科學版)》(2013，No.3，pp.361-367)中發(fā)表的“非穩(wěn)定承壓水降水引起土層沉降分布規(guī)律分析”一文基于Mindlin位移解推導了承壓含水層減壓降水引起的土體沉降的公式。采用上述方法得出的承壓水降水引起的土體變形均為單獨降承壓水引起的土體變形，忽略基坑施工中卸荷以及土與結構共同作用的影響。

經(jīng)對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，對于深基坑施工中的承壓水降水對周邊環(huán)境的影響已有許多研究，主要采取數(shù)值模擬方法進行研究。2009年葉為民等在《地下空間與工程學報》(2009，S2，pp.1799-1805)中發(fā)表的“深基坑承壓含水層降水對地面沉降的影響”一文通過滲流-應力耦合數(shù)值分析，探討了深基坑承壓水施工對坑周區(qū)域地面沉降的影響。2010年劉婧等在《上海交通大學學報》(2010，No.6，pp.721-725)中發(fā)表的“上海世博500kV地下變基坑降水流固耦合分析”一文以采用數(shù)值方法對深基坑降水開挖過程進行了流固耦合分析，研究了基坑降水開挖對土體與結構的受力和變形的影響。但以上的分析方法得出的結果均為開挖及降水耦合作用下的影響結果，并不能單獨給出基坑施工過程中降承壓水對周邊環(huán)境的影響。由于研究方法的不足，基坑中承壓水降水引起的變形不清楚，因此提出一種可以將承壓水降水對周邊環(huán)境的影響從基坑施工對周邊環(huán)境的影響中剝離出來單獨研究的方法顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基坑施工中承壓水降水對周邊環(huán)境影響的計算方法，該方法能有效地將承壓水降水對周邊環(huán)境的影響從基坑施工對周邊環(huán)境的影響中剝離出來單獨研究。

為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種基坑施工中承壓水降水對周邊環(huán)境影響的計算方法，包括下列步驟：

S1：確定周邊環(huán)境、工程地質(zhì)條件及各土層參數(shù)；

S2：在數(shù)值軟件中建立計算模型；

S3：按照基坑開挖與降水的施工工序進行模擬，得出模擬結果；

S4：調(diào)整承壓含水層的滲透系數(shù)；

S5：對調(diào)整后的模型按照基坑施工工序進行模擬，但不用對承壓含水層進行降水；

S6：將調(diào)整前的模擬結果減去調(diào)整后的模擬結果，得出降承壓水的影響。