基坑土體開挖及降水引起的地表沉降預測是基坑工程安全領(lǐng)域關(guān)鍵問題之一。工程中常用的基坑支護結(jié)構(gòu)計算軟件未考慮降水固結(jié)引起的沉降。為全面計算基坑工程引起的地表沉降,提出了理論計算模型,采用MAT-LAB編制差分算法程序,生成附帶基坑圍護結(jié)構(gòu)及土體分層單元的場地模型,實現(xiàn)了自動計算地下水位下降深度與地表沉降。以位于長江和秦淮河漫灘地區(qū)二元結(jié)構(gòu)場地的南京地鐵螺塘街站為案例進行驗證,該方法計算的地下水位降深和地表沉降與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)基本吻合,其中觀測孔位地下水降深偏差為2.4%～8.6%,地表沉降計算值偏差大都在10%以內(nèi),表明了所提計算方法的可靠性。進行泛化分析,將原始二元地層與上部淤泥質(zhì)土層替換為砂層工況進行比較,分析了圍護結(jié)構(gòu)插入比、土層性質(zhì)對地下水位降深和地表沉降的影響。結(jié)果表明:原始二元地層相對于替換砂層的工況,水位降深小但沉降峰值大,對水位下降的反應更加靈敏,沉降曲線曲率更大,對周邊環(huán)境的危害也更大,圍護結(jié)構(gòu)插入比的增加對地表沉降削弱效果顯著。 

【文章來源】：防災減災工程學報. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

地表沉降計算的技術(shù)路線

鑒于本工程地質(zhì)條件較差，式（6）中，xm取為0.6h,Sw取為0.9Sp,w取為0.60,Sp的取值可依據(jù)基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件計算得到的圍護結(jié)構(gòu)水平位移曲線求得。利用MATLAB編譯程序時，分別依據(jù)式（2）、（3）、（4）、（7）計算降水引起的地面沉降，依據(jù)式（5）、（6）計算基坑土體開挖引起的地面沉降，并最終對兩個結(jié)果進行線性疊加。

基于MATLAB2016編譯差分法沉降計算程序，根據(jù)上述計算模型、參數(shù)及邊界條件進行模擬分析。程序計算時取0.5 m×0.5 m的正方形單元劃分網(wǎng)格，迭代計算精度預設(shè)為1e-6。圖4 圍護結(jié)構(gòu)水平位移曲線（理正基坑軟件計算結(jié)果）


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