基坑土體開挖及降水引起的地表沉降預(yù)測(cè)是基坑工程安全領(lǐng)域關(guān)鍵問(wèn)題之一。工程中常用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件未考慮降水固結(jié)引起的沉降。為全面計(jì)算基坑工程引起的地表沉降,提出了理論計(jì)算模型,采用MAT-LAB編制差分算法程序,生成附帶基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及土體分層單元的場(chǎng)地模型,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)算地下水位下降深度與地表沉降。以位于長(zhǎng)江和秦淮河漫灘地區(qū)二元結(jié)構(gòu)場(chǎng)地的南京地鐵螺塘街站為案例進(jìn)行驗(yàn)證,該方法計(jì)算的地下水位降深和地表沉降與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合,其中觀測(cè)孔位地下水降深偏差為2.4%～8.6%,地表沉降計(jì)算值偏差大都在10%以內(nèi),表明了所提計(jì)算方法的可靠性。進(jìn)行泛化分析,將原始二元地層與上部淤泥質(zhì)土層替換為砂層工況進(jìn)行比較,分析了圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入比、土層性質(zhì)對(duì)地下水位降深和地表沉降的影響。結(jié)果表明:原始二元地層相對(duì)于替換砂層的工況,水位降深小但沉降峰值大,對(duì)水位下降的反應(yīng)更加靈敏,沉降曲線曲率更大,對(duì)周邊環(huán)境的危害也更大,圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入比的增加對(duì)地表沉降削弱效果顯著。 

【文章來(lái)源】：防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2020,40(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

地表沉降計(jì)算的技術(shù)路線

鑒于本工程地質(zhì)條件較差，式（6）中，xm取為0.6h,Sw取為0.9Sp,w取為0.60,Sp的取值可依據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算得到的圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移曲線求得。利用MATLAB編譯程序時(shí)，分別依據(jù)式（2）、（3）、（4）、（7）計(jì)算降水引起的地面沉降，依據(jù)式（5）、（6）計(jì)算基坑土體開挖引起的地面沉降，并最終對(duì)兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行線性疊加。

基于MATLAB2016編譯差分法沉降計(jì)算程序，根據(jù)上述計(jì)算模型、參數(shù)及邊界條件進(jìn)行模擬分析。程序計(jì)算時(shí)取0.5 m×0.5 m的正方形單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，迭代計(jì)算精度預(yù)設(shè)為1e-6。圖4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移曲線（理正基坑軟件計(jì)算結(jié)果）


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