承压水降水引起深基坑变形研究

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1、硕士学位论文承压水降水引起深基坑变形研究StudyonDeepFoundationPitDeformationCausedbyDewateringofConfinedWater作者：张明臣导师：蒋斌松教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TU463学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文承压水降水引起深基坑变形研究StudyonDeepFoundationPitDeformationCausedbyDewateringofConfinedWater作者张明臣导师蒋斌松教授申请学位工学硕士培养单位力学与建筑工程学院学科专业岩土工程研

2、究方向隧道与地下工程答辩委员会主席邵鹏评阅人吕爱钟张强二○一五年五月论文审阅认定书研究生张明臣在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本文是在导师蒋斌松教授悉心指导下完成的，在此首先感谢导师从论文选题到论文定稿期间给予的支持和指导，使得本文能够顺利完成。感谢三年前导师将我收入门下成为课题组的一员，在这三年的学习、工作、生活中导师给予无微不至的关怀与

3、帮助。导师高尚的为人作风、严谨的治学态度深深的感染着我，对导师的敬仰之情由内而生，能够师从蒋斌松教授倍感荣幸。感谢导师给提供的工程现场科研工作的机会，锻炼了我独立为人处事与待人接物的能力。感谢师母张平老师在生活上给予的关心与照顾。在此祝导师和师母身体健康，生活幸福。感谢韩立军教授、李元海教授、张强副教授、蔚立元副教授、陈坤福副教授在论文选题报告会上针对论文研究思路和方法提出的宝贵意见，感谢孟庆彬老师在数值模拟方面给予的指导。感谢师兄冯强博士、柯尉硕士、石林坡硕士、马锦辉硕士、范金成硕士、丁书学博士在论文撰写、工程资料统计和数值模拟分析中给予的无私帮助。感

4、谢师兄杜石文硕士、陈首君硕士，师弟吕华剑硕士、寇廷君硕士、王凯硕士、王露硕士、何海波硕士在三年硕士生涯中给予的支持和快乐。感谢同窗胡传鹏硕士、范佳俊硕士、张翼硕士和好友贾亚杰硕士、路庆涛硕士、朱宝磊硕士、董晓硕士、陆荣硕士在三年硕士学习与生活中的给予的那些美好回忆。感谢舍友曹极昌硕士、王浩硕士、任超硕士在日常生活中给予的宽容、照顾、相伴。感谢含辛茹苦将我养育成人的父母，多年他乡求学，聚少离多，未能做到膝下尽孝之责，今后又远方工作漂泊他乡实感不孝，待以后出人头地，报答父母大人之恩情。感谢家人亲友对我一路成长给予的关心呵护，你们是我前进的不竭动力，是我一生的

5、牵挂。最后感谢各位专家、教授在百忙之中对本文的审阅与指导。摘要随着城市地下空间的开发利用和城市轨道交通工程建设的快速发展，深基坑开挖越来越深，承压水治理在基坑工程中的地位逐渐上升。本文采用解析计算方法建立了基坑边坡滑动时安全系数的解析算式，利用地质雷达探测了地铁车站基坑的地质情况，明确了地下水的分布，结合地质勘察报告和现场实测数据利用智能位移反分析确定了承压含水层地质参数的取值，最后利用FLAC3D模拟分析了不同渗流特征下承压水降水引起的深基坑变形特点。本文主要得到以下结论：（1）采用解析计算方法，建立了基坑边坡平面滑动和圆弧滑动时安全系数的解析算式，计

6、算得出了所研究基坑竖直边坡围护结构的最小深度应为25.38m。（2）采用地质雷达对所研究地铁车站施工场地的地质情况进行了探测。发现所测区域存在土体疏松或脱空现象，且从地下2m处有开始出现地下水的迹象。根据现场监测数据对地表沉降、地下连续墙侧移、基坑坑底隆起进行了处理分析，总结了基坑变形规律。（3）采用正交试验法分析了承压含水层不同参数对基坑外围土体沉降的敏感性，确定了承压含水层需要反演的4个参数：弹性模量E、泊松比、渗透系数K、孔隙率n。采用均匀试验法构建反演分析的学习样本和测试样本，利用MATLAB神经网络工具箱对试验样本进行学习和测试得出符合误差要

7、求的训练函数，结合实测数据通过反演得出承压含水层的参数取值。进行正演试验，结果表明：数值计算值与相应的现场实测值最大相对误差为7.89%，吻合度较高，能够满足工程精度的需要。（4）根据基坑底板抗突涌计算公式，得出车站基坑在开挖施工前必须降低承压水水头9m。承压水降水导致基坑外围土体出现“抛物线”状沉降变形，在距离基坑2倍开挖深度时沉降值达到最大。沉降变化趋势与降水漏斗形式相似，证明在最大沉降处外侧土体的沉降是由于降水引起的。承压水降压引起的沉降变形主要发生在承压含水层上覆土体中，其沉降变形呈现“上小下大”特点，土体的最大位移发生在承压含水层与上覆土体分界

8、处。（5）根据围护结构的不同将基坑承压水降水时渗流特征分为三类。在第一类渗流特征