第一章 地下水渗流基本理论 1
1.1渗流基本概念及基本定律 1
多孔介质概念及其性质 1
含水层的储水率与储水系数 2
达西定律 3
1.2饱和渗流基本方程 4
连续性方程 4
渗流控制方程 5
1.3渗流基本方程的定解条件 6
初始条件 6
边界条件 6
第二章 地下水非稳定渗流三维有限元数值计算 8
2.1有限单元法概述 8
2.2三维非稳定渗流的等参数有限单元法 9
形函数及等参变换 9
渗流分析方程的变分原理 10
有限元求解的时间差分格式及其稳定性 14
2.3有自由面渗流分析的解法概述 14
变网格法 15
固定网格法 15
2.4有自由面渗流分析的有限元求解 19
有自由面渗流分析的节点虚流量法 19
有限元算法 20
第三章 地下水非稳定渗流三维有限元计算机程序的研制 25
3.1第一类边界条件的处理 25
去行去列法 25
置大数法 26
3.2饱和溢出面边界的处理 27
3.3抽水井的处理 27
点井法 27
网格法 27
3.4连续墙的处理 27
3.5渗流量的计算 27
中断面法 27
体积积分法 28
3.6计算机程序研制 29
第四章 地下水渗流与土体变形耦合基本理论 31
4.1比奥固结理论 31
4.2土体本构模型 34
4.3考虑土体渗透系数非线性性质的改进模型 36
4.4定解条件 37
第五章 地下水渗流与土体变形全耦合三维有限元数值计算 39
5.1有限元离散方程 39
渗流有限元离散方程 39
比奥固结理论有限元支配方程 42
有限元方程求解的稳定性讨论 46
5.2荷载列阵 47
单元集中力、体力、面力和初应变等效荷载列阵 47
附加荷载 47
开挖荷载 50
5.3自由面边界处理 51
自由面边界积分项的计算 51
有自由面渗流问题求解的改进复合单元渗透矩阵调整法 55
5.4井的处理 56
5.5弹塑性问题增量解法 59
增量切线刚度法的计算原理 59
过渡单元的处理 60
荷载增量的计算 62
第六章 地下水渗流与土体变形三维全耦合有限元模型计算机程序研制 63
6.1总刚存储 63
6.2边界条件处理 64
6.3方程的求解 64
6.4计算机程序研制 65
第七章 三维渗流与变形全耦合可视化计算机软件（GWS）研制 68
7.1软件的组成 68
打开 68
前处理模块 72
计算模块 80
后处理模块 80
还原 82
帮助 83
7.2软件功能 83
第八章 上海环球金融中心塔楼深基坑降水与土体变形控制 84
8.1工程概况 84
8.2场区的地质与水文地质条件 85
8.3承压含水层减压降水 86
基坑突涌稳定性分析 86
承压含水层的单井抽水试验 88
承压含水层减压降水设计 89
承压含水层现场群井抽水试验 89
8.4承压含水层减压降水三维渗流控制数值模拟 92
地质模型概化及离散 92
模型的识别与验证 92
承压含水层降水预测及控制 95
8.5承压含水层降水引起的渗流与土体变形控制耦合数值模拟 98
模型识别与验正 98
承压含水层降水与地面沉降预测及控制 102
第九章 上海M4线董家渡隧道修复深基坑降水与土体变形控制 104
9.1工程概况 104
9.2场区的地质与水文地质条件 104
场区地层分布特征 104
水文地质条件 105
9.3承压含水层减压降水 108
修复工程对降水的要求 108
减压降水方案 108
承压含水层现场群井抽水试验 109
9.4承压含水层降水三维渗流控制数值模拟 112
地质模型概化及离散 112
模型参数识别与验证 114
承压含水层降水预测及控制 116
9.5承压含水层降水引起的渗流与土体变形控制耦合数值模拟 120
模型参数识别与验证 120
承压含水层降水与地面沉降预测及控制 124
主要参考文献 126