流固耦合条件下基坑降水开挖力学机理研究

1.济南华置房地产开发有限公司，山东 济南 250000

2.山东省机械设计研究院，山东 济南 250031

近年来，随着城市地下空间的不断利用，越来越多的地下构筑物应运而生，由于地下结构所处环境的复杂性和不确定性，施工过程中事故频发。鉴于此，国内外专家都对基坑开挖进行了一定研究。

国外，Westermann K等[1]提出了一种基础自动化程序新技术，利用CPRF迭代过程自动化来替代原有结构，从而达到增加基坑稳定性和减少建造成本的目的。Ngoc D等[2]利用残余应力模型在考虑基坑尺寸、深度以及各开挖应力的条件下进行回弹变形计算分析，并将实验结果与PLAXIS 2D有限元模型进行对比，发现残余应力模型结果与现场实测数据更相符，并且能够预测基坑回弹变形规律。

国内，陈昆等[3]、曾超峰等[4]、郑刚等[5]以天津市富力响锣广域网大型深基坑项目为背景，利用数值模拟分析与试验检测相结合的方式，研究了两种情况下基底回弹、支护结构以及周边土体变形规律等结果的差异性。贾坚等[6]、张婧等[7]通过对基坑开挖过程中主要应力变化行径进行分析，指出基坑开挖数值模拟分析考虑土体变形特征的应力路径相关性和压硬性的重要性。李涛等[8]、索文斌等[9]以成都地铁为工程背景，利用颗粒流数值模拟方法研究了深基坑开挖过程中土拱产生和发展的微观机理。基于此，文章利用有限元差分软件FLAC 3D对基坑降水开挖施工过程进行模拟，旨在为后续施工提供一定的参考。

1 工程地质

某工程区地下水位于地下2m处，根据现场试验测定底层年代及成因，可以将土层分为三层。……