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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