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第一部分 深基坑降水引起坑外水位变化及变形机理和规律研究 2

第1章 国内外研究现状 2

1.1 地下水井流理论研究 2

1.1.1 稳定流理论研究 2

1.1.2 非稳定流理论研究 2

1.2 基坑降水引起的地表沉降研究 3

1.2.1 理论研究 3

1.2.2 数值模拟研究 5

1.2.3 室内模型试验和现场监测研究 7

1.3 基坑降水引起基坑围护结构变形研究 8

第2章 模型试验设计 10

2.1 模型试验相似设计 10

2.1.1 传统量纲分析法 10

2.1.2 分离相似设计法 11

2.2 试验地层材料设计 13

2.2.1 深圳地区典型地层介绍 13

2.2.2 地层相似材料选择 14

2.2.3 地层相似材料配比 14

2.3 试验基坑围护结构设计 16

2.4 试验模型箱设计 17

2.5 试验降水系统设计 17

2.5.1 降水管的设计 17

2.5.2 抽水系统的设计 18

2.6 试验量测仪器 18

第3章 基坑内不完整井降水引起坑外水位变化研究 21

3.1 潜水层基坑内不完整井降水引起坑外水位变化机理研究 21

3.1.1 潜水层基坑内不完整井降水机理试验研究 21

3.1.2 潜水层不完整井有效影响深度确定 24

3.1.3 考虑地连墙影响的降水曲线 29

3.1.4 绕渗区的划分 36

3.2 承压水地层基坑内不完整井降水引起坑外水位变化机理研究 39

3.2.1 承压水地层基坑内不完整井降水机理研究试验介绍 39

3.2.2 承压水地层不完整井有效影响深度确定 42

3.2.3 考虑地连墙影响的降水曲线 45

3.2.4 绕渗区的划分 49

3.3 基坑内不完整井降水引起坑外水位变化规律研究 51

3.3.1 潜水典型地层基坑内不完整井降水引起坑外水位变化规律研究 51

3.3.2 潜水—承压水典型地层基坑内不完整井降水引起坑外水位变化规律研究 64

3.4 本章小结 78

第4章 基坑内不完整井降水引起变形研究 80

4.1 基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降研究 80

4.1.1 潜水地层基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降简化计算方法 80

4.1.2 潜水地层基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降计算方法修正 83

4.1.3 承压水地层基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降计算方法 86

4.1.4 承压水地层基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降计算方法修正 87

4.2 基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降变化规律研究 89

4.2.1 潜水典型地层基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降规律研究 89

4.2.2 潜水—承压水典型地层基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降规律研究 91

4.3 基坑内不完整井降水引起地连墙变形规律研究 94

4.3.1 潜水典型地层基坑内不完整井降水引起地连墙变形规律 94

4.3.2 潜水—承压水典型地层基坑内不完整井降水引起地连墙变形规律 96

4.4 本章小结 98

第5章 典型地层三维流固耦合计算模型 99

5.1 本构模型选取 99

5.2 模型参数确定 99

5.2.1 基坑尺寸及降水井分布确定 99

5.2.2 土层参数确定 100

5.2.3 边界条件设置 104

5.2.4 地连墙模拟 104

5.3 降水过程模拟 104

5.4 模型网格划分 104

5.5 三维数值计算验证 105

5.6 理论方法在实际基坑工程中的应用 106

5.7 本章小结 107

第6章 基坑降水引起坑外水位变化及变形规律数值研究 109

6.1 潜水地层基坑降水引起坑外水位变化规律 109

6.1.1 分区降水对坑外水位的影响 111

6.1.2 分层降水对坑外水位的影响 113

6.2 潜水—承压水地层基坑降水引起坑外水位变化规律 113

6.2.1 分区降水对坑外水位的影响 115

6.2.2 分层降水对坑外水位的影响 116

6.3 基坑降水引起坑外地表沉降及地连墙变形规律数值研究 116

6.3.1 潜水地层基坑降水引起基坑内外土体变形和地连墙侧移规律 116

6.3.2 潜水地层基坑降水引起坑外地表沉降规律研究 121

6.3.3 潜水—承压水地层基坑降水导致的基坑内外土体变形和地连墙侧移研究 124

6.3.4 潜水—承压水地层基坑降水引起的坑外部地表沉降规律研究 129

6.4 本章小结 131

第7章 基坑降水引起的坑外地表沉降的影响因素数值研究 133

7.1 潜水地层基坑降水引起坑外地表沉降的影响因素 133

7.1.1 土层渗透性的影响 133

7.1.2 砾质黏性土土层厚度的影响 136

7.1.3 既有邻近地下建筑物的影响 138

7.2 潜水—承压水地层基坑降水引起地表沉降的影响因素 140

7.2.1 土层渗透性的影响 140

7.2.2 砾质黏性土土层厚度的影响 144

7.2.3 既有邻近地下建筑物的影响 146

7.3 本章小结 147

第8章 基坑降水引起的坑外邻近建筑物及地表沉降控制数值研究 149

8.1 潜水典型地层基坑降水引起的邻近建筑物及地表沉降控制 149

8.1.1 竖直回灌井地下水回灌对邻近建筑物沉降控制效果分析 149

8.1.2 倾斜回灌井地下水回灌对邻近建筑物沉降控制效果分析 151

8.1.3 旋喷桩止水帷幕对邻近建筑物沉降控制效果分析 153

8.1.4 不同形式回灌对坑外地表沉降影响 155

8.2 潜水—承压水典型地层基坑降水引起的邻近建筑物及地表沉降控制 156

8.2.1 竖直回灌井地下水回灌对邻近建筑物沉降控制效果分析 156

8.2.2 倾斜回灌井地下水回灌对邻近建筑物沉降控制效果分析 157

8.2.3 旋喷桩止水帷幕对邻近建筑物沉降控制效果分析 159

8.2.4 不同形式回灌对坑外地表沉降影响 161

8.3 本章小结 162

第二部分 基坑开挖引起坑底回弹变形研究 166

第9章 国内外研究现状 166

9.1 坑底回弹变形影响因素研究 166

9.2 坑底回弹变形计算方法研究 168

9.3 基坑开挖数值模拟研究 169

第10章 土体卸荷回弹变形特性试验研究 171

10.1 室内固结试验设计 171

10.1.1 试验仪器及土样 171

10.1.2 加载与卸载方法 173

10.2 试验指标的计算方法 174

10.3 试验结果与分析 174

10.3.1 回弹率变化规律分析 174

10.3.2 压缩回弹变形曲线 175

10.3.3 再压缩变形曲线 177

10.3.4 回弹模量变化规律分析 177

10.4 本章小结 178

第11章 坑底回弹变形计算方法研究 179

11.1 现有方法计算坑底回弹变形 179

11.1.1 计算方法概述 179

11.1.2 规范方法计算实例 180

11.1.3 残余应力法计算实例 181

11.1.4 自重应力抵消法计算实例 184

11.2 数值模拟计算坑底回弹变形 186

11.2.1 计算模型概况 186

11.2.2 土层本构关系与参数选取 187

11.2.3 基坑开挖模拟方法 189

11.2.4 数值模拟计算结果 190

11.3 土体各项参数的影响 194

11.4 计算结果的对比与分析 194

11.4.1 影响深度计算结果对比 194

11.4.2 坑底回弹量增长情况对比 195

11.5 基坑开挖的时空效应分析 196

11.5.1 基坑暴露时间的影响 196

11.5.2 基坑宽度的影响 198

11.5.3 硬质地层与挡土墙的影响 201

11.6 本章小结 203

第12章 基坑卸荷回弹特征分析 205

12.1 工程简介 205

12.2 物业大厦基坑开挖过程变形分析 207

12.2.1 模型尺寸与各部件参数 207

12.2.2 基坑开挖模拟方法 209

12.2.3 数值模拟计算结果 209

12.3 数值模拟与现场监测结果对比分析 210

12.3.1 基坑周边地表沉降的对比 211

12.3.2 基坑周边既有建筑位移的对比 212

12.3.3 挡土墙水平位移的对比 213

12.4 既有建筑及逆作法施工条件的影响研究 213

12.4.1 邻近既有建筑的影响 213

12.4.2 工程桩的影响 215

12.4.3 逆作法地下结构施工的影响 216

12.5 修正的坑底回弹变形计算方法 218

12.5.1 计算方法简介 218

12.5.2 方法的运用与验证 219

12.6 本章小结 220

第三部分 有限土体土压力计算方法的研究与应用 224

第13章 有限土体土压力理论计算研究 224

13.1 国内外研究现状 224

13.1.1 相关学者的研究方法 226

13.1.2 规范建议方法 227

13.2 无黏性土的有限土压力公式推导 228

13.2.1 模型建立 228

13.2.2 建立方程 229

13.3 黏性土主动土压力计算 231

13.3.1 研究背景 231

13.3.2 建立方程 232

13.4 有限土体滑裂角研究 234

13.5 特殊情况下的有限土体土压力研究 235

13.6 本章小结 237

第14章 有限土体土压力数值分析研究 239

14.1 引言 239

14.1.1 正交试验简介 239

14.1.2 有限元软件与土体本构选取 239

14.1.3 模型假定 241

14.1.4 模型基本设置与参数 241

14.2 正交试验设计 242

14.3 正交试验结果整理 244

14.4 正交模拟试验结果分析 244

14.5 本章小结 246

第15章 有限土体土压力计算方法对比研究 247

15.1 土体尺寸效应对有限土体土压力的影响 247

15.1.1 不同深度下的各种计算方法对比 247

15.1.2 不同宽度下的各种计算方法对比 249

15.1.3 有限土体宽度对于滑裂角的影响的理论分析 254

15.2 土体性质对土压力强度影响 255

15.2.1 土体内摩擦角对有限土体土压力影响 255

15.2.2 黏聚力对有限土体土压力影响 257

15.2.3 墙土摩擦角对有限土体土压力影响 258

15.3 土体上部堆载对土压力强度影响 260

15.4 相邻建筑相对埋深比对有限土体土压力的影响 262

15.5 本章小结 264

第16章 有限土体土压力计算的验证研究 265

16.1 不同计算方法在实际工程中的直接对比 265

16.1.1 工程概况 265

16.1 2明挖基坑数值模拟建模 265

16.1.3 数据结果与分析 267

16.2 不同计算方法在实际工程中的间接对比 269

16.2.1 车公庙站工程简介 269

16.2.2 基本参数计算 269

16.2.3 不同方法土压力计算 270

16.2.4 数值模拟建模 271

16.2.5 结果分析 271

16.3 本章小结 272

参考文献 273