深基坑内渗流破坏的数值模拟研究

李伟沛

(中山市小榄镇水利所，广东 中山 528400)

近年来随着城市的发展，越来越多的深地下室、地下停车场或隧道被修建，这些工程的基础就是深基坑[1]。深基坑的设计通常受到墙周围水流的影响[2]。地下水位下降引起的渗流现象影响了墙的整体稳定性和底部开挖的稳定性，在开挖底部时可能发生体积隆起或管涌[3]。当管涌发生在挖掘层时，破坏尤为严重[4]。

前人研究提出了几种计算土体抗渗透破坏稳定性的方法[5]，但是应用这些方法标记的深基坑中也会发生破坏，因此需要更精确的分析来阐明破坏机理[6]。本文为研究渗流对基坑底部稳定性的影响，更好地阐述渗流破坏现象，采用FLAC2D(快速拉格朗日连续分析)软件进行了数值分析。通过一系列的数值试验，发现土体和界面的特性对破坏机制、破坏形态和破坏水头损失有显著影响。

1 数值模拟程序

本文对围堰坝底部抗砂土渗透破坏稳定性进行了数值模拟研究。在均质各向同性半无限土体中，贯入深度等于板桩的深度D，低于水头H，如图1中所示。

图1 围堰剖面图

在研究破坏时需要考虑的参数：开挖宽度、围堰宽度、挡土墙厚度、渗透性土壤的厚度、墙的柔性、支柱刚度、墙的平移和旋转等[7]。主要的破坏类型包括两种：(1)流土，在向上的渗透水流作用下，表面局部范围内的土体或颗粒同时发生悬浮、移动的现象[8]；(2)管涌，在渗透水流作用下，水中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以致流失，最终导致土体内形成贯通的渗流通道[9]。……