基于有限元分析地下水对开挖基坑稳定性的影响

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地下水对基坑开挖的影响以及预防措施的理论研究

中图分类号：２．Ｓ７２７
文献标识码：Ａ
文章编号：６４０８（０Ｏ０（）Ｉ７０１７ — ９Ｘ２１）７ａ一０１ — ３
定性。
地下水是地质环境的重要组成部分，最为活跃。许多情况下且在地质环境的变化是有地下水引起的，因此地下水是影响地质工程稳定性的重要条件。质体内的地下水可以由于开挖而涌出或突出；地也可以由于人类活动而向地质体内充水，增加湿度，提高地下水水位。同时地基土中的水能降低土的承载能力，基涌水不利于工程施工；地地下水又常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷的主要原因；一些地下水还腐蚀建筑材料，些都可以引起地质灾害。这因此在地质工程设计或地质灾害防治设计中都必需慎重地考虑地下水这个因素。地下水对基坑工程的影响是一个综合性的岩土工程难题，既涉及土力学中的强度与稳定问题，又包含了变形和渗流问题，时同还涉及到土与支护结构的共同作用。如，城市改建时，基坑例在深开挖不仅要保证基坑的稳定，还要满足变形控制的要求，确保基以坑周围建筑物、筑物、下管线和道路等的安全。构地地下水治理的基本原则在基坑设计过程中，理地下水的基治本原则是疏堵结合。主要用于地下水为潜水、气带水或者是承堵包压水水压不太大的情况下，通过有效手段在基坑周围形成止水指帷幕，地下水止于基坑之外，将如粉（）桩帷幕、压旋喷桩、浆喷高沉井法、管注浆、浆法以及地下连续墙等；主要用于承压水水花灌疏压很大时，防止基坑突涌，将基坑范围内的地表水与地下水排为则除，采用明沟排水、点降水等。于井点降水尤其是深井降水如井由相对成本较高，工难度较大，极易埋下隐患，施且笔者结合工程实践与理论研究提出一种预防的新措施。

盾构隧道地下水位变化对稳定性的影响分析

盾构隧道地下水位变化对稳定性的影响分析隧道是城市交通建设和地下工程建设中常见的一种工程形式。

随着城市的不断发展和交通压力的增加，隧道工程的建设也增多。

然而，在隧道工程建设中，地下水位变化是一个不容忽视的因素，它对隧道工程的稳定性产生着重要的影响。

本文将从盾构隧道地下水位变化的原因、影响机理以及稳定性分析等方面进行探讨。

首先，我们来探讨一下盾构隧道地下水位变化的原因。

地下水位的变化受到多种因素的影响，主要包括降雨、地下水补给与排泄、地下水水平的调整以及周边工程施工等。

在盾构隧道施工过程中，隧道掘进会破坏周围的地下水系统，导致地下水位的变化。

而当外部因素如降雨或附近工程施工引起地下水位变化时，也会对隧道工程的稳定性产生影响。

其次，我们需要了解地下水位变化对盾构隧道稳定性的影响机理。

隧道工程的稳定性主要与地下水的渗流、孔隙水压力以及岩体的力学特性等因素密切相关。

当地下水位变高时，地下水通过岩体裂隙或孔隙的渗流会导致隧道周围土体的软化和溶解，从而减弱了土体的承载能力和剪切强度，增加了隧道发生冒水、坍塌或挤压的风险。

另一方面，地下水位变化还会引起孔隙水压力的变化，使隧道周围土体与隧道身结构的接触面积和接触力发生变化，进而影响隧道的稳定性。

在进行稳定性分析时，我们常用的方法是有限元法。

这种方法可以将隧道与周围的土体、岩层以及地下水系统等各个组成部分建模，通过对模型进行力学分析和水力分析，以评估隧道施工和运营过程中地下水位变化对隧道稳定性的影响。

通过有限元法，我们可以分析水位变化引起的孔隙水压力变化，进而计算出隧道结构与土体的接触力，判断隧道结构的稳定性。

同时，我们还可以通过有限元法对不同地下水位下隧道周围土体的应力状态进行分析，识别隧道结构可能发生的变形和破坏形态，进一步预测隧道稳定性的变化趋势。

在实际工程中，为了降低地下水位变化对盾构隧道稳定性的影响，我们可以采取一些措施。

首先，需要在隧道设计中充分考虑地下水位变化因素，并进行相应的容忍度分析，确保隧道可以在不同水位条件下稳定运行。

深基坑地下墙支护体系稳定性有限元分析

深基坑地下墙支护体系稳定性有限元分析摘要：以天津地铁某深基坑工程为例，对深基坑地下墙支护体系的稳定性进行有限元分析。

得出支护和支撑体系的各失稳模态及对应的稳定系数，并分析体系初始缺陷对体系稳定性的影响，得出体系为缺陷敏感性结构的结论。

同时调整相关参数，分析地下墙入土深度、地下墙插入深度范围内岩土性质、地下墙侧移刚度等因素对支护和支撑体系整体稳定性的影响，得出若干有益结论，为深基坑支护和支撑体系的设计和施工提供参考。

关键词：地下墙，支撑，稳定性，有限元分析，缺陷敏感性引言地下连续墙抗侧移刚度大、抗渗性能好，特别适用于软土地区深基坑工程。

基坑稳定验算是基坑支护设计的重要内容之一，一般进行边坡整体稳定、抗隆起稳定、抗渗流稳定等研究。

而实际上基坑支护和临时支撑体系的稳定性也是深基坑工程稳定问题的一个很重要的方面。

本文针对某一工程实例，利用大型通用有限元分析软件ANSYS进行三维数值模拟计算，研究支护体系和支撑体系在基坑开挖过程中本身的稳定性。

同时分析不同的工程参数如地下墙侧移刚度、插入深度、工程地质情况、临时支撑间距等对支护体系和支撑体系的稳定性的影响程度，为同类基坑工程的支护方案优化设计和施工提供参考和依据。

一、稳定性计算原理特征值分析用来预测一个理想线性结构的理论失稳强度，其控制方程为式中，为特征值，即工程中的失稳荷载系数；{ }为特征位移向量；[ ]为结构的线弹性刚度矩阵；[ ]为初始应力矩阵或几何刚度矩阵。

目前，几何非线性失稳问题的求解方法主要采用N-R法和弧长法。

对于基坑支护和支撑体系空间有限元模型，单元数目较多，结构自由度总数较大，前屈曲段N-R法比较容易收敛，弧长法则很难收敛；若要得到一个精确的失稳荷载，采用弧长法需不断修正弧长半径，耗时非常长。

稳定承载力分析主要关心的是结构的前屈曲段，后屈曲段主要作为安全储备。

因此，本文用N-R法进行几何非线性稳定计算。

二、工程背景及有限元建模1．工程背景天津市某地铁车站基坑全长311m，标准段深16.8m，明挖顺作法施工，即基坑开挖至坑底后，顺作车站底板、中板、顶板及侧墙和其它结构；分段开挖，每段开挖距离约30m；采用地下墙围护结构，地下墙厚800mm，标准段深29.4m；沿基坑深度方向设置5道支撑，第一道为混凝土支撑，其余为钢支撑。

地下水对基坑的影响.doc

地下水对基坑的影响一说到地基基坑，相关建筑人士还是比较陌生的，现阶段在基坑施工中，地下水对基坑有什么影响？基本概况如何？以下是为建筑人士梳理地基基坑基本内容，具体内容如下：基坑工程是一个实践性很强的岩土工程，迫切需要理论来指导、充实和完善。

关于基坑的稳定性、支护结构的内力和变形以及周围地层的位移对周围建筑物和地下管线等的影响的计算分析，目前尚没有准确地得出定量的结果，但是，有关地基的稳定及变形的理论，对解决这类实际工程问题仍有非常重要的指导意义。

地下水对基坑的影响：在分析岩土体工程中的水破坏效应时，必须要考虑破坏效应的强度，研究水破坏效应对工程的危害程度，以便采取有效的措施保证工程的安全。

一般来说，水破坏效应的强度取决于多个方面，所以在设计时要充分考虑，权衡轻重。

岩土的物理化学性质；一般的岩土体都具有遇水软化的特点，在与水作用后，岩土体的抗剪强度指标C和￠会有较大幅度的降低，危及工程的安全。

这方面主要是一些对水损伤比较敏感的一类特殊的岩土体。

渗透强度、持续时间及类型：水的入渗透引起坡体稳定性降低的主要机理：在渗透时间相同的条件下，渗透强度愈大，斜坡安全系数与何持极端渗透强度的渗透持续时间呈现比较复杂的关系，在一定的条件下，当饱和渗透持续时间的增加而降低，并在某个持续时间达到最低值，然后随着渗透持续时间的增加而增高，但饱和渗透系数等于该值时，安全系数则随持续时间的增加而单调的下降；平均渗透强度及渗透持续时间都相同时，渗透强度愈均匀对斜坡安全稳定性愈不利。

同时需要注意的是，在基坑开挖支护中，某些管道的渗漏有时候比渗透更具有危险性不可预测性。

排水模式：采取工程排水，坡体稳定系数随排水率的增加均匀增大；如果坡体自然排水，最初坡体稳定系数随着排水率的增加而缓慢增加，随后稳稳定系数增加幅度逐渐增大。

防渗保护层对维持斜坡的稳定性具有很重要的作用。

但如果防渗保护层存在渗漏，即便少量水的入渗也会导致安全系数显著下降。

盾构法施工中地下水位对隧道稳定性的影响分析

盾构法施工中地下水位对隧道稳定性的影响分析地下水位是盾构法施工中一个非常重要的因素，它对隧道的稳定性有着显著的影响。

本篇文章将对地下水位对隧道稳定性的影响进行详细分析。

首先，地下水位的高低将直接影响到隧道的水力条件。

地下水位高的情况下，隧道周围的土壤和岩石将受到更大的水压作用，这可能导致渗流加强，洗刷土壤和岩石的颗粒，降低了土体的稳定性。

同时，高水位还会增加隧道施工时的渗水问题，需要增加抗渗措施，如进行隧道的防水处理，以确保隧道内部的干燥和安全。

其次，地下水位的变化还会引起隧道周围土体的沉降和变形。

隧道施工时，盾构机作为挖掘工具，会对周围的土体施加巨大的力。

当地下水位变化较大时，水力压力会使土体的有效应力降低，从而导致土体的沉降和变形增加。

这种情况下，需要通过采用合理的支护措施，如预应力锚杆和喷射混凝土衬砌等，来增加土体的承载能力和保持隧道稳定。

此外，地下水位的高低还会对隧道的地下水埋深和地下水位下降速率产生影响。

在施工中，隧道的地下水埋深往往与地下水位高度有关，地下水位高的区域，隧道的地下水埋深会相对较浅。

而地下水位下降速率的变化也会影响隧道的稳定性。

速率过快会导致土壤和岩石因释放孔隙水而导致塌陷，速率过慢则可能导致渗水问题。

因此，在隧道设计和施工过程中，需要对地下水位的动态变化进行全面分析和合理控制，以确保隧道的稳定性和安全性。

最后，值得注意的是，在盾构法施工中，地下水位的变化不仅仅会对隧道本身产生影响，还会对周围环境和地下水系统产生一定的影响。

在地下水位较高的情况下，可能会导致地面沉降、地表塌陷等问题，对周边建筑和地表设施的安全性造成威胁。

因此，在地下水位分析的基础上，还需要充分考虑隧道施工对周围环境的影响，并采取相应的安全防护措施。

综上所述，地下水位在盾构法施工中对隧道稳定性有着重要的影响。

在隧道设计和施工过程中，需要充分考虑地下水位的高低、变化以及与隧道周围环境的相互作用，采取合理的工程措施，以确保隧道的稳定性、安全性和地下水系统的正常运行。

ANSYS在基坑稳定性评价中的研究

ANSYS在基坑稳定性评价中的研究一般基坑的开挖有两种形式，即直立式开挖和台阶式开挖。

两种方法各有优缺点和适用条件。

关键科学问题是开挖深度和地下水的存在对基坑的稳定性的影响。

在一定的地下水位下，开挖多深会出现稳定性的破坏。

本文的研究内容包括利用数值分析ANSYS软件，对基坑开挖的稳定性进行评价。

确定地下水的存在条件下基坑的稳定性，即开挖多深会出现破坏。

针对各种常见基坑支护方式的受力特点，采用大型非线性有限元软件ANSYS 分别建立相应的数值分析模型，对这些支护方式作用下的基坑开挖的变形情况进行比较分析，总结出重力式支护方式下基坑变形规律，为基坑支护结构设计、基坑开挖及基坑变形监控量测提供参考依据。

在基坑工程领域，土体的物理力学参数具有较大的随机性，传统的定值分析方法没能考虑这些土性参数的随机性，因此其计算结果必然带有一定的不确定性。

而基于可靠性的分析方法则可以考虑土体参数的随机性及其相关性的影响，其设计结果更为客观、更加符合工程实际。

目前，关于基坑工程可靠性分析问题的研究工作尚处于起步时期，所做的主要工作还只停留在简单支护形式下的浅基坑工程领域；而对于复杂支护体系下的深基坑工程的可靠性分析问题，基本还处于空白阶段。

一般在基坑的开挖有两种形式，即直立式开挖和台阶式开挖。

两种方法各有优缺点和适用条件。

关键科学问题是开挖深度和地下水的存在对基坑的稳定性的影响。

在一定的地下水位下，开挖多深会出现稳定性的破坏。

本文的研究内容包括利用数值分析软件，对基坑开挖的深坑的稳定性进行评价。

确定地下水的存在条件下基坑的稳定性，即开挖多深会出现破坏。

1 ANSYS软件的介绍“有限元法”的提出最早是1960由年美国的Clough R W在一篇名为”平面应力分析的有限元法”论文中首先使用的.有限元法发展至今,其应用已不再局限于简单的平面问题转而发展为空间问题,板壳问题,同时也由简单的静力问题扩展到动力问题、物体的稳定问题、以及波动相关的问题，其研究对象也由弹性材料进而扩展到粘弹性、塑性、粘塑性以及复合材料等，其涉及的领域也由固体力学扩展到电磁学、流体力学、传热学等领域。

地下水对基坑稳定性的影响分析

致岩土工程项目的失败，成严重的后果。这种效造应几乎都与地下水有关系，以统称岩土体的水损可伤效应。在基坑工程中存在人类动力、土体应力岩与地下水之间的相互影响，互作用和耦合作用等相问题。据统计６％以上的基坑事故直接或间接与０地下水相关。因此研究水对基坑破坏的影响具有十分现实的目的，于加深基坑失稳的理论研究以及对
ห้องสมุดไป่ตู้
摘
要
地下水对基坑开挖支护有着重要影响，由于未探明的水体和管道渗漏等支护设计未充分考虑到
的水体是引起基坑坍塌的主要因素。地下水改变了土体以及支护结构的应力状况以及受力情
况，并弱化了土体自身的物理力学性质和支护结构的支护强度。
关键词地下水基坑失稳水一土钉作用破坏强度
岩土体在水的作用下常常导致岩土体自身的工程性质的劣化，这种情况的出现又可能进一步导在
１引言
随着城市建设的飞速发展，类用途的地下室、各地下铁道及地下车站、下车库、下街道、地地地下商场、地下医院、下仓库、下民防工事以及多种地地地
对实际支护进行指导都有十分重要的作用。
下民用和工业设施等地下空间正得到开发利用，并
且规模和深度不断加大。我国近年来在北京、海、上

地下水位变化对岩土工程稳定性的影响分析

地下水位变化对岩土工程稳定性的影响分析地下水位是岩土工程中一个重要的影响因素，对工程稳定性有着显著的影响。

地下水位的变化会引起岩土体内孔隙水压力的变化，进而影响岩土体的力学性质和稳定性。

本文将从地下水位的影响机理、影响程度、相应的稳定性分析方法等方面进行深入探讨，以期为岩土工程的设计和施工提供理论支持和指导。

一、地下水位对岩土工程稳定性的影响机理1. 地下水位变化引起的孔隙水压变化地下水位的升降会导致岩土体内孔隙水压力的变化。

当地下水位升高时，岩土体内的孔隙水压力会增大，导致岩土体的有效应力减小，从而降低了岩土体的抗剪强度。

相反，地下水位下降会导致孔隙水压力的减小，增大了岩土体的有效应力，提高了岩土体的抗剪强度。

因此，地下水位的变化会直接影响岩土体的力学性质，进而对岩土工程的稳定性产生影响。

2. 地下水位变化引起的孔隙水对岩土体的渗透作用地下水位变化还会引起岩土体内孔隙水的渗透作用。

当地下水位升高时，孔隙水通过渗透作用进入岩土体内部，使得岩土体的饱和度增加，进而降低了岩土体的剪切强度和抗压强度。

而地下水位下降则会导致岩土体的饱和度减小，增大了岩土体的剪切强度和抗压强度。

因此，地下水位变化对岩土体的稳定性也会通过渗透作用产生影响。

3. 地下水位变化引起的地基土液化地下水位的急剧下降或瞬时升高可能会引发地基土的液化现象。

当地下水位下降时，地基土的饱和度减小，引起土体颗粒间的摩擦减小，土体的抗剪强度明显下降，从而导致地基土的液化。

而地下水位瞬时升高也会对地基土的稳定性产生冲击力，可能引起地基土的液化。

地基土的液化会造成地基下沉、房屋倾斜、地基沉陷等严重后果，对工程稳定性构成严重威胁。

二、地下水位变化对岩土工程稳定性的影响程度1. 对较大规模的土体工程的影响地下水位对较大规模的土体工程的影响要比对小规模土体工程的影响更为显著。

在大尺度的土体工程中，地下水位的变化会引起土体内孔隙水的上升或下降，对土体的力学性质和稳定性产生更为明显的影响。

地下水渗流对基坑工程稳定性的影响分析

性的削弱效果越明显；当地下水渗透作用的时间不变时，渗透强度越大，对土体影响越大。地下水的渗入会导致土体的整体结构遭到破坏，引起周围施工环境既有建筑的稳定性降低。当土体的物理化学结构发生改变后，土体颗粒会发生移动和错位，从而对基坑的稳定ｌ生产生影响。
Ｉ工程建设与设计
ＩＣｏｍｔｒｕｅｔｌｏｎ＆Ｄｅｓｇ，ｎＦｏｒｌ：＇ｍｊｅｃｔ
地下水渗流对基坑工程稳定性的影响分析
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｅｅｐａｇｅ
ｏｎｔｈｅＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｐａｒｔｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｈａｓｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅ
ｏｖｅｒａｌｌｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｈａｓａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｆｌｏｗｄｕｒｉｎｇｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｅｅｐａｇｅｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．

浅析地下水对基坑稳定性的影响

浅析地下水对基坑稳定性的影响摘要:地下水对基坑的稳定性有着极大的影响，为了控制好基坑的稳定性，就必然要了解地下水与基坑稳定性的相互关系，从而采取相应的措施来控制好基坑的稳定性。

关键词:基坑;稳定性;地下水;水土作用;强度参数0引言随着我国经济的快速发展，城市建设也达到了前所未有的发展，从20年前仅北京、上海等大城市才有高层和超高层建筑到现在一般的中小城市都已建有30层以上的高层建筑，而随之地下开挖深度也逐渐变深，二层、三层地下室成为很常见的事。

地下开挖深度的加大对基坑支护结构的稳定性可靠性要求也越来越高，而影响基坑边坡稳定的因素有很多，比如基坑挖深、侧壁土质、周围环境、地下水分布、护类型等，其中地下水对基坑边坡的稳定性影响尤其突出，需特别加以重视。

从以往的一些工程案例中可以看出，由于地下水没有控制好而引起基坑事故占有绝大多数，因此分析地下水对基坑边坡稳定性影响是非常具有工程意义。

1地下水的基本特征与深基坑工程有关的地下水按其埋藏条件一般可分为包气带的上层滞水，饱和带的潜水和承压水三类。

上层滞水分布于浅部松散填土中，无统一水面，水位随季节变化，不同场地不同季节水位各不相同，水量较小，与区域地下水无水力联系，与邻近地表水体可能有联系，但联通性差，其埋藏较浅，可针对性隔断、引渗、设泄水孔等降水措施，治水效果好。

潜水分布于松散地层，基岩裂隙破碎带及岩溶等地区，具有统一自由水面，水位受气象因素影响变化明显，同一场地的水位在一定区域内基本相同或变化具有规律性，水量变化较大，地下水补给一般以降雨为主，同时接受场地外同层地下水的径流补给，可采用井点降水和管井降水，或设帷幕隔断或降水辅以回灌等进行处理。

承压水分布于松散地层两个相对隔水层之间，具有一定水头压力，一般不受当地气候因素的影响，水头保持稳定，由于承压水埋深大，有一定的水头压力，水量大等，对地基稳定性的潜在危害最大。

2地下水对土体的作用地下水是一种重要的地质营力，它与土体的相互作用改变着土体的物理性质、化学性质和力学性质，也改变着地下水本身的一些物理、化学和力学性质。

地下水对建筑物基础稳定性的影响分析

地下水对建筑物基础稳定性的影响分析引言建筑物的基础稳定性是一个重要的设计考虑因素，而地下水是影响建筑物基础稳定性的重要因素之一。

本文将分析地下水对建筑物基础稳定性的影响，并探讨如何应对这种影响。

地下水位的变化对基础稳定性的影响地下水位的变化会导致土壤的饱和程度发生变化，从而影响土壤的强度和稳定性。

当地下水位上升时，土壤饱和程度增加，土壤的强度降低，基础的承载能力减小，建筑物的基础稳定性变差。

相反，当地下水位下降时，土壤饱和程度减小，土壤的强度增加，基础的承载能力增加，建筑物的基础稳定性改善。

因此，在设计建筑物基础时，需要考虑地下水位的变化，合理选择基础类型和尺寸，确保建筑物的稳定性。

地下水压力对基础稳定性的影响地下水压力是指地下水对地下结构或地面上建筑物基础施加的压力。

当地下水位上升时，水压力也会增加，对基础产生压力作用。

如果建筑物基础不足够坚固或设计不当，地下水压力可能会导致基础沉降、破坏甚至倒塌。

因此，在设计建筑物基础时，需要合理估算地下水压力，采取相应的措施来增加基础的稳定性，如采用适当的基础类型、加固基础结构等。

地下水化学性质对基础稳定性的影响地下水的化学性质也会对建筑物基础稳定性产生影响。

一些地下水中存在的化学物质，如盐分、酸碱度等，会腐蚀和侵蚀基础材料，损害基础的强度和稳定性。

特别是在海岸地区或具有高盐度地下水的地区，建筑物的基础更容易受到侵蚀和破坏。

因此，在设计建筑物基础时，需要考虑地下水的化学性质，选择适当的材料和防护措施，以保证基础的稳定性。

地下水排水对基础稳定性的影响地下水排水是指通过排水系统将地下水排出建筑物基础周围。

地下水排水的方式和效果直接影响基础的稳定性。

一方面，通过合理的地下水排水系统，可以降低地下水位，减小对基础的压力和影响，提高基础的稳定性。

另一方面，如果地下水排水系统设计不当或运行不良，可能导致基础周围土壤的干燥和沉降，从而影响基础的稳定性。

因此，在设计和运行地下水排水系统时，需要综合考虑排水效果、土壤性质等因素，确保基础的稳定性。

微承压水作用下深基坑稳定的有限元分析

微承压水作用下深基坑稳定的有限元分析有限元分析是一种模拟材料在特定应用下的反应的方法。

当深基坑受到微承压水的作用时，有限元分析可以用来评估基坑的稳定性。

例如，有限元分析可以用来计算基坑的塑性滞回曲线，以表征基坑受到微承压水影响时的稳定性。

以来，基坑的稳定性可以通过用有限元分析获取的参数，如应力-应变曲线和整体变形率，来评估。

有限元分析还可以用来分析土体受到微流量影响时的应力变化情况，以识别可能存在的稳定问题。

有限元分析可以分析基坑和附近土体在微承压水作用下的变形程度，以获得一个客观的、可量化的指标，以判断深基坑的稳定性。

地下水位对土方开挖影响分析

地下水位对土方开挖影响分析在建筑工程中，土方开挖是一个必不可少的步骤。

在深度较浅的地方，这个步骤相对简单；但是在更深方的地方，如地基挖掘和基坑挖掘中，由于地下水位的影响，这个步骤就变得复杂和危险了。

地下水位是指当地地下水表面与大地平面之间的距离。

在土方开挖过程中，地下水位的影响不能忽略。

它会影响土方开挖时的稳定性和安全性。

那么，地下水位对土方开挖究竟有哪些影响呢？1. 土方开挖面的稳定性对于较深挖掘，地下水的影响将导致土方开挖面的稳定性降低。

高地下水位下，地下水会渗入土方，使得土方内的土层松散，同时在开挖面积内增大了土体的体积和重量。

由此，很容易导致土方开挖面的滑动和塌方等问题，对土方开挖的进度和施工质量产生不良的影响。

2. 相关设备和材料的选择由于地下水位的影响，对于深度较浅的开挖，挖掘机械可以轻松地挖掘。

但是，对于深度较深的开挖，由于地下水的存在，需要选择相应的挖掘机械和材料来适应不同的水位条件，确保安全施工。

3. 地下管道和电缆的保护在基坑施工中，地下管道和电缆的保护至关重要。

在地下水位降低的情况下，基坑周围土壤会产生收缩现象，会对管道和电缆的保护产生不利影响，导致水管、电缆等被损坏。

因此，在开挖基坑前，必须先排除地下管道和电缆，再进行土方开挖。

4. 资源的利用和环境所承受负荷在深度较浅的地方，挖掘出的土方可以用于直接填埋和路堤建设等。

但是，在深度较深的地方，由于地下水的影响，难以将土方在开挖处处理。

开挖处周围的基础设施、生态环境和资源利用也会受到影响。

综上所述，地下水位对土方开挖有着不可忽视的影响和作用。

在土方开挖的过程中，需要进行综合考虑，采取一定的措施来保证土方开挖的稳定和安全性。

解决方法1. 排水系统的建设为消除地下水的影响，一种解决方法是以排水系统为基础，包括表层的水渠和管道、抗渗墙和深层的水泵等，将地下水渗入基坑内的时间和数量降到最低。

2. 加固机械和用具为应对地下水位高的情况，需要对收集和排出到基坑的水的机械设备进行必要的加固。

地下水对地下结构工程地质勘察的影响与处理

地下水对地下结构工程地质勘察的影响与处理地下水是指存在于地下土壤或岩层中的水体。

在地下结构工程地质勘察中，地下水的存在和运动对工程的设计和施工都会产生一定的影响。

因此，合理处理地下水问题是确保地下结构工程成功实施的重要环节之一。

地下水对地下结构工程地质勘察的影响主要表现为以下几个方面：1. 地基稳定性：地下水的存在会直接影响地下结构工程的地基稳定性。

当地下水位高于工程地表时，会对土壤的抗剪强度和压缩性质产生一定影响，使得地基土质变软，增加地基沉降和变形的风险。

2. 地下水压力：地下水的存在会对地下结构工程产生一定的地下水压力。

地下水压力的大小与地下水位高度、地下水饱和度以及土壤渗透性等因素有关。

地下水压力对工程结构的稳定性和安全性产生直接影响，例如，可能引起工程结构的渗漏、浸润和破坏等问题。

3. 涌水和冲刷：地下水的存在给地下结构工程地质勘察带来了涌水和冲刷的风险。

涌水是指地下水从土壤或岩层中涌出，给工程施工和地下结构带来不利影响，如浸泡、分手和坍塌。

冲刷是指地下水流动对工程结构造成物理冲刷和侵蚀，导致结构破坏的现象。

针对上述地下水对地下结构工程地质勘察的影响，我们可以采取一系列处理措施来确保工程的安全和稳定：1. 减少地下水位：通过地下排水、井点抽水和排水设施等方法，可以有效地降低地下水位，减少地下水对工程的影响。

这可以通过降低孔隙水压来降低地基土的饱和度，增加地基土的抗剪强度和稳定性。

2. 抑制涌水和控制水压：通过施工井眼封堵、暂时抑制岩层裂隙的涌水和减少地下水压力的方法，可以有效地控制涌水和水压问题。

例如，可以采用注浆、灌浆和封堵等措施加固裂隙和地层，防止涌水和破坏。

3. 加固地基土和结构体：对于地基土质较差的情况，可以采用加固地基的方法来增加地基的承载力和稳定性。

常用的加固措施包括灌浆、土石方填充、地基加固桩和钢筋混凝土桩等技术。

此外，在设计和施工过程中，还需要合理布置排水管道和防水层，以防止地面水和地下水进入工程结构。

有限元折减法分析水位变化对库(堤)边坡的稳定影响

有限元折减法分析水位变化对库（堤）边坡的稳定影响摘要：本文利用PLAXIS有限元程序结合强度折减法对水位下降过程中库岸边坡的稳定性进行了分析。

通过计算可以看出，水位下降引起的渗流作用对滑坡稳定性的影响十分明显，水位下降过程中坡体内超孔隙水压力的发展和积累对边坡的稳定性十分不利。

同时，在库水位的下降过程中，坡体存在一个最危险的水位，即最不利水位，建议在实际工程中以此作为校核点。

在计算过程中PLAXIS程序能较好地模拟水位下降引起的渗流作用对边 (滑)稳定性的影响。

关键词：水位下降；渗流作用；PLAXIS；稳定性；0 前言目前国内外针对水位变化引起的渗流作用对滑坡稳定性的影响作了大量的研究工作。

本文应用国际通用程序结合有限元强度折减法分析由于库水水位下降所引起的渗流作用对边坡(滑)稳定性产生的影响。

本文在分析时采用PLAXIS有限元程序。

1 有限元强度折减法利用PLAXIS程序进行安全系数的求解时，选择程序提供的有限元强度折减法。

方法是对强度参数 tan 和c不断减小直到计算模型发生破坏。

在程序中系数定义为强度的折减系数，其表达式如下：（1）式中，tan input 、Cinput为程序在定义材料属性时输入的强度参数值；、为在分析过程中用到的经过折减后的强度参数值。

程序在开始计算时默认 =1.0，然后按设置的数值递增至计算模型发生破坏，此时的值即为计算模型的安全系数值。

有限元强度折减法不需要对滑动面形状和位置做假定，也无需进行条分，通过强度折减使边坡达到不稳定状态时，非线性有限元静力计算将不收敛，此时的折减系数就是稳定安全系数。

2 有限元模型的建立利用PLAXIS程序进行二维分析，选择6节点三角形单元。

根据实际工程的需要选择理想弹塑性和莫尔一库仑屈服准则进行数值模拟，其需要输入的主要参数分别是：弹性模量、泊松比、摩擦角、粘聚力以及剪胀角。

本文对比分析了当土体分别设置为排水条件和不排水条件时边坡稳定性的分析结果。

地下水渗流对基坑工程稳定性影响研究进展

地下水渗流对基坑工程稳定性影响研究进展摘要：在我国经济不断迅猛发展的同时，城市化建设正有条不紊地进行。

随着大量人口涌入城市，缓解交通不便与用地紧张的问题迫使大量地下工程实施，许多高层建筑拔地而起。

大中城市兴起的这些工程都伴随着基坑工程的出现，基坑工程的深度与难度一直在增加。

因此，基坑稳定性成为了重中之重。

在影响基坑稳定性的各类因素中，地下水渗流的破坏作用不可忽视。

关键词：地下水渗流；基坑工程；稳定性；影响；策略1工程概况某盾构工作井为外径35.9m圆形竖井。

地面平整高程3.5m，基坑底高程-63.85m（不含集水井底坑加深2.5m），开挖深度为67.35m。

采用地下连续墙+砼内衬墙支护方案。

基坑开挖采用地下连续墙垂直支护，盾构井内衬墙采用逆作法施工。

其支护结构设计为：地下连续墙厚1.2m，嵌入井底4m，逆作法内衬墙厚1.2～1.5m，分界面于高程-18.25m处，采用C30钢筋混凝土。

衬砌后基坑内径分别为31.1m、30.5m。

洞门处设置两道C35砼环梁，宽×高为2.5m×1.4m。

其中LG09#-1-LD表示垂直位移测点；LG09#-1-TP表示水平与垂直共用测点；LG09#-1-IN表示围护结构顶部水平位移监测点；LG09#-1-UP表示地下水压监测点。

2渗流计算方法2.1解析法直接解法是一种直接求解渗流微分方程的方法。

计算前需要对某些渗流条件进行近似假设。

复变函数法的核心是通过平面函数的变换，将待求解的实际渗流区域转化为已有解的区域，这可以通过保角变换理论来实现。

组合方法是根据渗流截面或基本构件将复杂渗流区域划分为理论解，从而解决整个地基的渗流场。

在组合法中，根据渗流区划分方法和问题求解方法的不同，主要分为基本分量法、阻力系数法和分段法。

用直接解法研究了倾斜含水层的地下水渗流特性。

根据稳定补给的连续性方程，假定含水层是均质各向同性的，结合达西定律，确定了倾斜含水层稳定补给的布辛内斯克方程。

地下水对基坑稳定性的影响分析王树旺

〔收稿日期〕　2006-01-29地下水对基坑稳定性的影响分析王树旺(中铁工程一局集团公司)摘　要　地下水对基坑开挖支护有着重要影响,由于未探明的水体和管道渗漏等支护设计未充分考虑到的水体是引起基坑坍塌的主要因素。

地下水改变了土体以及支护结构的应力状况以及受力情况,并弱化了土体自身的物理力学性质和支护结构的支护强度。

关键词　地下水　基坑　失稳　水-土钉作用　破坏强度 1　引　言随着城市建设的飞速发展,各类用途的地下室、地下铁道及地下车站、地下车库、地下街道、地下商场、地下医院、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等地下空间正得到开发利用,并且规模和深度不断加大。

我国近年来在北京、上海、天津、广州、深圳、福州和杭州等地兴建了大量的高层建筑,并由此出现了大量的深基坑工程。

基坑工程是一个实践性很强的岩土工程问题,迫切需要理论来指导、充实和完善。

关于基坑的稳定性、支护结构的内力和变形以及周围地层的位移对周围建筑物和地下管线等的影响的计算分析,目前尚不能准确地得出定量的结果,但是,有关地基的稳定及变形的理论,对解决这类实际工程问题仍然有非常重要的指导意义。

基坑工程同时还是一个综合性的岩土工程难题,既涉及土力学中的强度与稳定问题,又包含了变形和渗流问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用。

例如,在城市改建时,深基坑开挖不仅要保证基坑的稳定,还要满足变形控制的要求,以确保基坑周围建筑物、构筑物、地下管线和道路等的安全。

这不仅有赖于有限元等现代分析工具,还有赖于土体参数测定和选择的正确性,将室内试验与现场测试结果相结合才能较为满意地解决这一课题。

对这些问题的认识及其对策的研究,随着土力学理论、计算技术、测试仪器以及施工机械、施工工艺的发展和进步将逐步完善。

因此,完善基坑工程的设计理论和施工技术等已成为建筑、市政、水利等行业地下工程建设中的一个急待解决的重要工程技术问题。

岩土体在水的作用下常常导致岩土体自身的工程性质的劣化,在这种情况的出现又可能进一步导致岩土工程项目的失败,造成严重的后果。

开挖基坑受地下水影响的数值模拟

开挖基坑受地下水影响的数值模拟周斌;邵迟【摘要】In order to research deformation of granite foundation influenced by groundwater seepage at different positions, analysis steps in computing model in finite element software are divided into 14 working conditions to simulate influence degree of underground water for foundation pit and cloud maps are drawn. Research results show that through the analysis of foundation pit deformation at different excavation steps, the displacement of sub⁃way tunnel is less than that of retaining structures of foundation pit, and when arriving excavation bottom, due to effect of water stopping from grouting, the maximum of calculated settlement is 1.5mm, which is within controlla⁃ble deformation scope.%为了模拟花岗岩残积土地基施工过程中不同位置受地下水渗流影响实际的变形状态，以应变⁃渗流耦合为切入点，将计算模型分析步骤分为14个工况3步开挖，利用有限元计算软件模拟开挖基坑受地下水渗流的影响范围，并绘制了相应的开挖降水水头云图及分步开挖基坑水平、竖向位移云图．研究结果表明：基坑在不同开挖步数时，地铁隧道最大水平位移小于基坑围护结构最大水平位移，且开挖到底后，由于基岩裂隙灌浆的止水作用，地铁沉降计算结果不大，最大为1．5 mm，达到了地铁结构累积变形处于可控范围内的效果，解决了基本理论所无法定量计算地铁结构位移是否满足地铁位移允许值要求的问题．【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2016(023)006【总页数】4页(P30-33)【关键词】地下水渗流;位移;沉降;基坑开挖【作者】周斌;邵迟【作者单位】湖南工业大学土木工程学院，湖南株洲 412007;湖南工业大学土木工程学院，湖南株洲 412007【正文语种】中文【中图分类】TU471.5地下水问题一直是岩土工程研究的难点和热点之一，地下水渗流对土体的强度和变形有着重要的影响，基坑工程中的很多事故都与地下水渗流有关[1].由于地下水的不确定性，在基坑的不同部位、不同施工阶段地下水的作用都在变化.由此引起基坑失稳、流土、管涌、地面沉降，更严重的还会对基坑周围的建筑物、地下管线和其它市政设施产生影响[2].在松散沉积层中进行深基础施工时，往往需要人工降低水位.若降水不对，会使周围地基土层产生固结沉降，轻者造成临近建筑物或地下管线的不均匀沉降；重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，导致建筑物开裂和危及安全作用[3].为了解决地下水对开挖基坑的不良地质作用问题，我国学者对基坑开挖引起的变形问题进行了大量的数值模拟研究.杨天鸿[4]等在2003年利用自主研发的F-RFPA2D岩石破坏分析软件对广州某地铁隧道施工过程中造成的地面沉降进行了模拟计算;齐干[5]等在2007年利用BP人工神经网络研究某软土地区深基坑开挖造成的周边环境地表沉降，并对沉降影响因素进行了定量化分析;刘勇[6]等在2009年利用FLAC3D数值模拟软件对北京某地铁车站深基坑工程在开挖期间的变形进行了预测分析；胡斌等[7]在2014年利用FLAC3D数值模拟软件对武汉地铁某深基坑开挖造成的高架桥变形进行动态预演，检验了基坑设计方案的安全经济性.基于以上，本文以某地铁三号线深基坑地质灾害治理工程为背景，利用有限元计算软件模拟开挖基坑受地下水渗流的影响范围，通过对地铁地基施工期间的开挖降水水头及分步开挖基坑水平、竖向位移进行定量研究分析，以期对整个建设工程进行指导.基坑位于某地铁三号线西侧，基坑边与地铁隧道结构净距为4.7～5.2 m，地铁隧道采用盾构施工，本项目基坑深度22.5 m，三号线隧道埋深约24.9 m，隧道结构轨面标高在基坑底以下1.1 m左右.勘察期间，各钻孔均遇见地下水，地下水赋存、运移于人工填土、第四系土层及花岗岩全风化、强风化带的孔隙、裂隙中，地下水类型属潜水和基岩裂隙水.其中第四系冲洪积中粗砂②2、粗砾砂②3属强透水性地层，具有承压性，涌水量大，为主要含水层.地下水主要为大气降水及地表水补给，水位变化因季节而异.勘察时，场地地下水位埋深介于4.50～5.30 m，标高介于2.66～3.30 m.1.1 止水帷幕简介基坑采用咬合桩兼作止水帷幕，为避免咬合桩接缝处漏水，基坑外围增设D1000@800摆喷桩止水帷幕，坑底增设两排灌浆孔进行基岩裂隙灌浆.1.2 地下水渗流采用的岩土体本构模型为摩尔-库伦模型.与前面基坑开挖施工分析不同的是增加了一个渗流材料函数.渗流材料函数用于渗流计算中，包括体积含水率函数和渗流系数函数.水在岩土中流动时，会有部分水保存在岩土中，含水量与孔隙的吸水力和岩土特性相关.渗流分析中的含水量按体积含水率计算..式中,θ为体积含水率；VW为水的体积；V为全体积.1.3 应变-渗流耦合的模拟地下水的渗透现象是由渗透区域周边边界的水头差或流量边界引起的.地下水流动过程中，因为水和土壤颗粒之间的摩擦会产生渗透力，由此会产生位移和应力.渗透力与对孔隙水压的积分相同.孔隙水压是将在渗流分析中得到的全水头减去位置水头而得的压力水头与水的容重相乘而得的.一般来说渗透力集中在全水头大小变化较大的流出边界的临近区域.这样的区域的约束压力较小，抗剪强度和抗拉强度都相对较小，所以对砂土地基做考虑渗透压的有效应力分析时，地基很容易破坏.所以说渗透应力耦合分析在砂土类地基的稳定性分析中是非常重要的.地基的孔隙水压会影响总的应力.根据太沙基原理，总应力(σ)可分为有效应力(σ′)和孔隙水压力(u).孔隙水压力由稳定状态孔隙水压和过孔隙水压组成.稳定状态的孔隙水压可从地下水分析的结果中由地下水面的高度生成.过孔隙水压由非排水材料的应力计算产生.14个工况3步开挖计算模型分析步骤如表1所示.计算采用平面应变问题，采用应变-渗流耦合的方法，共同计算基坑开挖、降水对地铁区间隧道产生的变形；土体单元采用平面三节点单元，止水帷幕采用平面四节点单元，围护桩、地铁结构采用梁单元模拟，支撑采用弹簧单元模拟；渗流过程在基坑开挖前的初始计算和开挖过程中均采用稳定流进行计算；岩土体本构模型采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型；迭代计算方法采用Newton-Raphson法；收敛标准采用位移收敛标准；弹塑性材料流动法则为相关联流动法则；饱和土的渗流采用达西定律；根据勘察报告，初始地下水位为地面以下5.0 m.咬合桩止水帷幕渗透系数取0.001 m/d，基岩裂隙灌浆止水帷幕渗透系数取0.2 m/d.支撑按弹簧单元模拟.根据设计方案建立二维模型，计算区域包括基坑开挖区域及地铁区间隧道.计算模型的大小既要充分考虑项目实际情况，保证计算分析的精确度，同时又要考虑建模及计算的便利.计算模型建模过程为：1) 利用AutoCAD软件绘制典型断面，以精确确定支护结构/地层界限等信息，而后导出为二维DXF文件；2) 在GTS中导入DXF文件，通过实体建模菜单形成二维模型；3) 对模型划分网格，并赋予其材料属性.最终形成如图1所示计算模型.基坑开挖渗流位移计算结果见图2～10.图3中，围护桩最大水平位移7.8 mm，隧道最大水平位移2.6 mm.图4中，地表最大沉降6.7 mm，隧道沉降不足1 mm.图6中，第二次降水坑内水头-17 m，初始水头-5 m，隧道左线上方地表水头降低0.92 m，底板水头降低3.14 m，隧道右线上方地表水头降低0.79 m底板水头降低2.1 m.图6中，围护桩最大水平位移12.9 mm，隧道最大水平位移3.8 mm.图7中，地表最大沉降7.9 mm，隧道沉降最大1.1 mm.图8中，第二次降水坑内水头-17 m高度，初始水头-5 m，隧道左线上方地表水头降低1.44 m，底板水头降低5.0 m，隧道右线上方地表水头降低1.25 m底板水头降低3.26 m.图9中，围护桩最大水平位移16.3 mm，隧道最大水平位移4.9 mm.图10中，地表最大沉降10.1 mm，隧道沉降最大1.5 mm.从以上计算结果可知：1) 地铁隧道距离基坑较近，但由于地铁处于强风化花岗岩地层，基坑下部水平位移不大，因此地铁位移处于可控范围内.2) 随着基坑开挖的进行，隧道结构随土体发生向坑内的变形，开挖至坑底时，基坑围护结构最大水平位移计算结果16.2 mm，地铁隧道最大水平位移计算结果为4.9 mm.3) 受坑内降水影响，坑后地下水位下降，开挖到底后，由于坑内基岩裂隙灌浆止水帷幕的影响，坑后地下水位下降不大，地铁隧道底板位置水头继续降低，最大水头下降约5.0 m，地铁沉降计算结果不大，最大为1.5 mm.通过二维有限元计算，采用应力-渗流耦合法分析基坑开挖及坑内降水对坑后地下水及地铁隧道竖向位移的影响，并判定地铁结构累积变形是否在允许范围内.从实际应用的角度说明了本文提出的数值模拟更加符合实际情况，更加科学合理.【相关文献】[1] 陈志国.地下水渗流对地铁车站基坑稳定性影响[J].西部探矿工程，2011(4)：10-14.[2] 姜忻良，宗金辉.基坑开挖工程中渗流场的三维有限元分析[J].岩土工程学报,2006(28)：564-568.[3] 张忠苗.工程地质学[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.[4] 齐干，朱瑞钧.基于BP网络的基坑周围地表沉降影响因素分析[J].地下空间与工程学报，2007, 3(5): 863-867.[5] 杨天鸿，梁正召，刘红元，等.地铁开挖引起地表沉陷过程的数值模拟[J].岩石力学与工程学报，2003, 21(11): 1621-1625.[6] 刘勇，冯志，黄国超.北京地铁工程深基坑围护结构变形研究[J].地下空间与工程学报，2009, 5(2): 329-335.[7] 胡斌，王新刚，冯晓腊，等.武汉地铁某深基坑开挖对周边高架桥影响的分析预测与数值模拟研究[J].岩土工程学报,2014,36(增刊2)：368-369.。

地下水对基坑开挖支护的重要影响分析

地下水对基坑开挖支护的重要影响分析摘要：地下水改变了土层土质的物理和化学结构，使岩土体被泥化、软化甚至具有了润滑性，使基坑开挖中的支护结构受到了严重的破坏。

支护结构的受力情况和应力状况以及土体均因地下水而发生了改变，支护结构的支护强度也被大幅降低了。

分析地下水通过改变土层土质进而影响支护结构的原理，找出有效的预防措施和解决办法，提升工程的安全性。

关键词：地下水基坑支护结构Abstract: the groundwater changes the soil layer of soil physical and chemical structure of rock mass is mud, soften and even with the lubrication, make the foundation pit excavation supporting structure suffered serious damage. The stress of the situation and the supporting structure and stress conditions of groundwater and soil are changed, supporting intensity of support structures were also sharply reduced. Analysis by changing soil and groundwater soil influence the principle of supporting structure, find out the effective prevention measures and solutions, improve the safety of the project.Keywords: groundwater foundation pit supporting structure各类用途的地下车库、地下商业街、地下室以及地下铁道伴随着城市建设的飞速发展已经越来越多地出现在我国各大城市，城市土地面积问题也促使我们不断地加大对地下空间开发利用的深度和规模，由此对基坑工程课题的研究和发展上升到了一个新的高度。