基坑降水与地面沉降耦合分析：理论与实践应用

"这篇论文是2008年由王瑞新和刘春元共同发表在河北工业大学学报上的，主题是基坑降水与周围地面沉降的耦合分析。研究探讨了基坑降水对周围环境的影响，特别是地面沉降问题。论文基于土体平衡微分方程、质量守恒定律、有效应力原理以及达西定律，建立了一个渗流场与位移场的耦合数学模型，并利用有限差分软件FLAC进行了数值模拟分析。通过将模型应用于秦皇岛市东港路改造工程的实例，论文对比了计算结果与现场实测数据，验证了模型在实际工程中的适用性和准确性，具有理论和实践意义。关键词涉及基坑降水、耦合分析、有限差分分析和位移场。" 本文的研究重点在于理解和分析基坑降水过程中引起的周围地面沉降问题，这对于城市建设和地下工程的安全至关重要。基坑降水会导致地下水位下降，进而改变土体的应力状态，可能引发土体的不均匀沉降，对周边建筑物和基础设施造成潜在危害。因此，建立耦合数学模型是为了更准确地预测和控制这些影响。 土体平衡微分方程描述了土体在荷载作用下的应力分布状态，而质量守恒定律则反映了地下水在流动过程中的水量保持不变。有效应力原理是土力学中的基础概念，它解释了土体应力与孔隙水压力之间的关系。达西定律则用于描述地下水在多孔介质中的渗透规律。这些理论基础为耦合模型的构建提供了科学依据。 采用有限差分法是数值分析中的常用手段，可以将连续的偏微分方程转化为离散的代数方程组，进而求解复杂的渗流和位移问题。FLAC软件是专门用于地质力学计算的工具，其强大的数值模拟能力使得模型能够有效地应用于实际工程场景。 通过秦皇岛市东港路改造工程的实例，论文不仅展示了模型的构建过程，还验证了模型的实用性。比较计算结果和现场观测数据的一致性，证明了该耦合模型能够有效地预测基坑降水导致的地面沉降，对于工程设计和施工提供有力的理论支持。 这篇论文对基坑降水影响的深入研究，为工程实践中减少或避免地面沉降问题提供了理论指导和技术手段，对于提升城市地下工程建设的安全性和稳定性具有重要意义。同时，它也强调了理论研究与工程实践相结合的重要性，为未来类似问题的研究提供了参考框架。