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随着高层建筑的发展以及对城市空间利用要求的不断提高，基坑工程朝着大深化以及基坑周围环境复杂的方向发展。现阶段只考虑基坑土体开挖而分析基坑变形的时空演化规律是不足以适用所有工程。在特殊情况下，应考虑外界不同环境影响下基坑时空演化规律的分析。结合理论分析、试验研究及数值模拟相结合的方法对基坑周边复杂环境条件下基坑变形的时空演化进行系统的研究工作，主要展开以下工作：
（1）针对基坑工程降水引起的施工渗流时空演化规律进行理论分析及计算。以理论为基础，建立与时间相关的施工渗流数学模型并运用计算机对模型进行工程水位变化计算。结合实际工程，本文建立的施工渗流数学模型能够较好模拟计算施工过程中地下水位降深随时间的变化情况，有较好的参考价值。并通过对工程中普遍采取的地面沉降计算方法进行修正，计算出工程降水后土体沉降值。结合现场监测数据对比分析，修正后计算的沉降值更接近现场监测的地表沉降值。
（2）针对地表水渗透对支护结构变形影响开展更深入的研究，自行研制模型试验系统。依据相似理论，还原施工场地条件进行室内模型试验。对不同土层有效渗透范围的试验结果进行分析，归纳土体分层计算有效渗透范围的估算公式。结合实际工程，模型计算所得到的有效渗透影响面与原土层模型试验及现场实测相接近。同时将模型试验测得的支护结构变形试验数据与现场监测数据进行对比分析，模型的变形结果与实测值较为接近，验证模型试验的合理性。
（3）对轨道交通荷载的运动特点进行分析，运用激振力函数模拟列车竖向振动荷载。考虑不同荷载类型条件下，模型的地表沉降、支护结构变形及锚索内力和现场实测值进行对比分析可知，等效静荷载模型与双向动荷载模型的计算值与实测值相比偏大，而本文运用单向动荷载模型的计算值与实测值较为接近。说明对于双轨道城市列车的动荷载可以运用单向荷载进行分析计算。
（4）通过建立复杂环境因素影响下深基坑开挖动态三维分析模型，模拟各因素影响下基坑开挖过程中支护桩身水平位移、地面沉降、锚索预应力的时空特性展开较为系统的数值模拟研究，揭示特殊条件下基坑支护结构变形的时空演化规律。结合现场实际监测数据，验证模型的合理和可靠性。
（5）建立不考虑外力作用只考虑土体卸载的基坑开挖模型，分别与各个环境因素影响下基坑支护结构变形进行对比，分析各种环境条件对基坑开挖支护结构稳定性的影响。对比分析可知：地表水渗透作用对基坑支护结构的稳定性影响最大；轨道交通荷载对基坑的影响具有一定限制，其影响效果随基坑的开挖时间及深度逐渐减弱；基坑施工渗流作用有增大地表沉降和支护桩位移的趋势，在各工况条件下支护结构变形的增长率的大小相接近，说明施工渗流对基坑支护结构的影响时间较长，影响范围较广。
（1）针对基坑工程降水引起的施工渗流时空演化规律进行理论分析及计算。以理论为基础，建立与时间相关的施工渗流数学模型并运用计算机对模型进行工程水位变化计算。结合实际工程，本文建立的施工渗流数学模型能够较好模拟计算施工过程中地下水位降深随时间的变化情况，有较好的参考价值。并通过对工程中普遍采取的地面沉降计算方法进行修正，计算出工程降水后土体沉降值。结合现场监测数据对比分析，修正后计算的沉降值更接近现场监测的地表沉降值。
（2）针对地表水渗透对支护结构变形影响开展更深入的研究，自行研制模型试验系统。依据相似理论，还原施工场地条件进行室内模型试验。对不同土层有效渗透范围的试验结果进行分析，归纳土体分层计算有效渗透范围的估算公式。结合实际工程，模型计算所得到的有效渗透影响面与原土层模型试验及现场实测相接近。同时将模型试验测得的支护结构变形试验数据与现场监测数据进行对比分析，模型的变形结果与实测值较为接近，验证模型试验的合理性。
（3）对轨道交通荷载的运动特点进行分析，运用激振力函数模拟列车竖向振动荷载。考虑不同荷载类型条件下，模型的地表沉降、支护结构变形及锚索内力和现场实测值进行对比分析可知，等效静荷载模型与双向动荷载模型的计算值与实测值相比偏大，而本文运用单向动荷载模型的计算值与实测值较为接近。说明对于双轨道城市列车的动荷载可以运用单向荷载进行分析计算。
（4）通过建立复杂环境因素影响下深基坑开挖动态三维分析模型，模拟各因素影响下基坑开挖过程中支护桩身水平位移、地面沉降、锚索预应力的时空特性展开较为系统的数值模拟研究，揭示特殊条件下基坑支护结构变形的时空演化规律。结合现场实际监测数据，验证模型的合理和可靠性。
（5）建立不考虑外力作用只考虑土体卸载的基坑开挖模型，分别与各个环境因素影响下基坑支护结构变形进行对比，分析各种环境条件对基坑开挖支护结构稳定性的影响。对比分析可知：地表水渗透作用对基坑支护结构的稳定性影响最大；轨道交通荷载对基坑的影响具有一定限制，其影响效果随基坑的开挖时间及深度逐渐减弱；基坑施工渗流作用有增大地表沉降和支护桩位移的趋势，在各工况条件下支护结构变形的增长率的大小相接近，说明施工渗流对基坑支护结构的影响时间较长，影响范围较广。