考虑时间影响的桩锚支护深基坑流固耦合分析

周 勇，王 宁，王正振，王延凯

(1. 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室，兰州 730050； 2. 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，兰州 730050； 3. 兰州理工大学土木工程学院，兰州 730050)

随着中国经济建设的迅猛发展，城市人口越来越多，地下空间的开发和使用变得十分必要，由此产生了大量的深基坑工程。在地下水位比较高的地区，深基坑在开挖前往往需要降水，因开挖卸荷以及降水渗流导致的土体应力、强度、变形等特性的改变已经成为影响基坑开挖稳定性的关键性因素。然而地下水对支护结构的作用机理的理论研究还远落后于实践经验，目前基坑支护设计方法[1]只是考虑了水土合算还是分算问题，而没有考虑到基坑开挖和降水是应力场和渗流场共同作用的过程，因此，深基坑降水开挖很有必要考虑流固耦合效应，基于比奥固结理论运用有限元数值计算方法解决流固耦合问题是目前比较有效的方法[2-7]。

朱彦鹏等[8]运用有限元软件分析了渗流场-应力场耦合作用下的支护结构位移，发现降水与未降水相比，降水工况下基坑总位移大于未降水工况下的总位移。张俏楚等[9]应用三轴试验对基坑开挖与降水交替作用下土体强度和变形进行模拟分析，发现降水能显著减小坑内土体回弹。郑刚等[10]、曾超峰等[11]从基坑开挖前预降水对基坑支护结构变形的影响做了深入研究。刘念武等[12]认为管道沉降和地表沉降的变化趋势相似，且均呈一定的空间效应，管道沉降和土体沉降的差异主要是由于管道具有一定的抗弯能力所致。……