邵 羽，江 杰,2，馬少坤,3，呂海波,3，何建興，陳俊羽

(1. 廣西大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004；2. 中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司，上海 200063；3. 桂林理工大學(xué) 廣西巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004)

?

考慮孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化的深基坑降水開挖變形分析

邵 羽1，江 杰1,2，馬少坤1,3，呂海波1,3，何建興1，陳俊羽1

(1. 廣西大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004；2. 中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司，上海 200063；3. 桂林理工大學(xué) 廣西巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004)

基于修正劍橋模型理論，推導(dǎo)了孔隙比e隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化的方程，同時(shí)比選了4組經(jīng)典的描述滲透系數(shù)k隨孔隙比變化的方程，選擇了其中一組最佳的估算公式，編寫ABAQUS用戶子程序VOIDRI和USDFLD，以實(shí)現(xiàn)孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力的變化。在此基礎(chǔ)上，研究深基坑降水開挖所致的坑內(nèi)外土體的變形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及彎矩，得到以下結(jié)論：當(dāng)考慮孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)，坑外地表沉降量、墻體的水平位移、地下連續(xù)墻的彎矩、坑底隆起量均大于孔隙比為定值時(shí)的情況；當(dāng)考慮滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)，坑外地表沉降量、墻體的水平位移、地下連續(xù)墻的彎矩均小于滲透系數(shù)為定值時(shí)的情況，但同時(shí)考慮滲透系數(shù)和孔隙比變化情況時(shí)，其對(duì)坑底的隆起量的影響可以忽略不計(jì)。

孔隙比；滲透系數(shù)；用戶子程序；深基坑

孔隙比和滲透系數(shù)的取值對(duì)土體的強(qiáng)度和變形產(chǎn)生影響較大。早期的巖土工作者在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮影響滲透系數(shù)的相關(guān)因素，提出了一系列針對(duì)不同土體e-k之間的關(guān)系表達(dá)式[1]。對(duì)于實(shí)際工程，若能掌握孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化的規(guī)律，將使工程師能準(zhǔn)確的計(jì)算如卸載、加載等不同工況條件下土體當(dāng)前的孔隙比和滲透系數(shù)，為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)土體的強(qiáng)度和變形奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此，巖土工作者們?cè)诖朔矫孀隽瞬簧儆幸饬x的研究。曾玲玲等[2]通過分析23組重塑黏土的固結(jié)滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出土體壓縮過程中當(dāng)土體的應(yīng)變大于20%時(shí)，滲透系數(shù)的對(duì)數(shù)與孔隙比的關(guān)系并非線性關(guān)系，而是呈非線性的指數(shù)關(guān)系。孫立強(qiáng)等[3]通過室內(nèi)試驗(yàn)得出了吹填土孔隙比隨固結(jié)應(yīng)力變化的關(guān)系式及滲透系數(shù)與孔隙比的關(guān)系式，在此基礎(chǔ)上建立了滲透系數(shù)與土體固結(jié)應(yīng)力的變化關(guān)系。劉維正等[4]對(duì)太湖湖沼相粉質(zhì)黏土原狀樣與不同工況下重塑樣的滲透系數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，試驗(yàn)表明：對(duì)于同一土體，滲透系數(shù)主要受孔隙比的影響，而受土的結(jié)構(gòu)性和應(yīng)力歷史的影響較小，并在此基礎(chǔ)上建立了lg(1+e)-lgkv的滲透模型。邱長林等[5]通過理論分析和室內(nèi)模型試驗(yàn)，對(duì)吹填土的真空預(yù)壓固結(jié)的影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：相對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算方法而言，對(duì)于吹填土地基進(jìn)行固結(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮孔隙比和滲透系數(shù)這兩種重要因素的變化的影響，否則得到偏小的總體固結(jié)時(shí)間。 柯瀚等[6]以自制垃圾為研究對(duì)象，采用室內(nèi)三軸滲透試驗(yàn)和常水頭滲透試驗(yàn)，分析了孔隙比、降解齡期、有效固結(jié)應(yīng)力等因素對(duì)自制垃圾的滲透系數(shù)的影響。

孔隙比和滲透系數(shù)是影響土體強(qiáng)度和土體固結(jié)快慢的重要參數(shù)，其取值對(duì)于基坑降水開挖這種復(fù)雜工況的工程有著重要的影響，繼而影響基坑降水開挖所致的坑內(nèi)外土體的變形及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，首先基于修正劍橋模型，推導(dǎo)出土體處于K0狀態(tài)下孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化的關(guān)系式，同時(shí)，比選了幾組經(jīng)典的滲透系數(shù)k隨孔隙比變化的估算公式，選擇其中一組最佳的估算公式，并據(jù)此編寫了ABAQUS用戶子程序VOIDRI和USDFLD，以實(shí)現(xiàn)孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力的變化。在此基礎(chǔ)上，分析了孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力的變化而變化這種更符合實(shí)際的情況下，深基坑降水開挖對(duì)坑內(nèi)外土體變形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力的影響。

1 基于MCC的孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化的關(guān)系

為了實(shí)現(xiàn)孔隙比隨土體深度變化而變化，也即隨土體當(dāng)前應(yīng)力的變化而變化，根據(jù)下圖1中e-lnp′平面中的NCL線(各向等壓固結(jié)線)、CSL線(臨界狀態(tài)線)與K0狀態(tài)固結(jié)線之間的關(guān)系，并結(jié)合修正劍橋模型的原理推導(dǎo)出正常固結(jié)黏土K0狀態(tài)下孔隙比e與有效平均主應(yīng)力的關(guān)系式，其具體推導(dǎo)過程可參見文獻(xiàn)[7]。

(1)

式(1)即為土體處于K0正常固結(jié)狀態(tài)下孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力狀態(tài)變化的關(guān)系式，可用于子程序VOIDRI的編寫。

圖1 K0狀態(tài)下土體初始孔隙比確定Fig.1 Calculation of the initial void ratio for clays under K0 state

關(guān)于滲透系數(shù)與孔隙比之間的關(guān)系，不少研究者通過室內(nèi)外試驗(yàn)提出了不同的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，其中運(yùn)用較為普遍的主要為表1中4種關(guān)系式。

表1 滲透系數(shù)與孔隙比的關(guān)系式匯總

對(duì)于式(5)，可以寫為CkΔlgk=Δe，可以看出Ck為Δlgk-Δe坐標(biāo)中的斜率，且Ck(T)=0.5e0?，F(xiàn)將其他3式也通過類似的方法，將其在Δlgk-Δe坐標(biāo)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到其斜率Ck，并比較四者的斜率Ck與e0的關(guān)系。

同理，式(3)可以轉(zhuǎn)換為

將上述所得的斜率Ck與e0的關(guān)系描繪在文獻(xiàn)[15-16]中所統(tǒng)計(jì)的Champlain Clay、加拿大國內(nèi)及一些國外粘土的Ck與e0的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，如圖2所示。從圖2可以看出，Ck(M)和Ck(S)在數(shù)據(jù)較為集中的上方，Ck(K)處于數(shù)據(jù)集中的下方，其與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的相關(guān)性較差，而Ck(T)與其他3式相比，其與數(shù)據(jù)庫的相關(guān)性較好，所以本文擬采用Talay提出的滲透系數(shù)與孔隙比的關(guān)系式[14]，并結(jié)合前面推導(dǎo)的孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化的關(guān)系式，可以得到下式：

lgk=lgk0-

(6)

式中e0為K0狀態(tài)下的初始孔隙比，e1為各向等壓固結(jié)下的初始孔隙比。

按式(6)編寫子程序USDFLD，以實(shí)現(xiàn)滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力的變化而變化。

圖2 4種Ck隨初始孔隙比的變化與數(shù)據(jù)庫的對(duì)比Fig.2 Comparison between the four types of Ck changed with e0 and the database

2 實(shí)例演示

計(jì)算模型為某公共建筑的基坑工程，基坑總寬度為60 m，標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度為16 m，基坑開挖施工步驟分為4步，其具體的施作順序見圖3，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用深度為32 m地下連續(xù)墻加3道支撐，地下水位高度設(shè)置為與地表平齊。由于施工支撐的需要，在模擬過程中每步開挖結(jié)束后，設(shè)置一定的間歇期。

根據(jù)Peck[17]、Lin[18]、Roboski等[19]研究的成果，對(duì)于軟土地區(qū)的深基坑開挖，基坑的邊緣至邊界的距離為開挖深度的5倍時(shí)，邊界條件對(duì)基坑的影響可以忽略。為盡量減少模型的邊界條件對(duì)變形的影響，本文模擬區(qū)域?yàn)榛觾蓚?cè)向外延伸90 m，深度方向取為70 m。

圖3 基坑降水開挖步驟概況Fig.3 Procedure of dewatering and excavation of deep foundation pit

模型中連續(xù)墻的模擬采用實(shí)體單元，按照Hashash[20]等人的觀點(diǎn)，認(rèn)為連續(xù)墻的厚度方向至少要?jiǎng)澐謨膳艑?shí)體單元才能模擬連續(xù)墻的彎矩，此模型采用沿厚度方向2個(gè)單元模擬。建模過程中，地下連續(xù)墻與土體之間的接觸采用摩擦模型，即切向符合各向同性的Coulomb定律，摩擦系數(shù)μ=0.3，法向采用“硬”接觸，即假設(shè)接觸面間能傳遞無限大的壓力而不能傳遞任何拉力。主動(dòng)側(cè)土體與墻體整體接觸，被動(dòng)側(cè)土體與墻體按每步的開挖深度分段設(shè)置接觸，這樣在每次開挖土體時(shí)也相應(yīng)移除了被動(dòng)側(cè)設(shè)置的接觸對(duì)，如圖4所示[21]。

圖4 墻土接觸關(guān)系示意圖Fig.4 Schematic of the contact relationship between soil and diaphragm wall

導(dǎo)入編寫的子程序以實(shí)現(xiàn)孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力的變化。

土體參數(shù)采用上海地區(qū)第4層淤泥質(zhì)黏土的修正劍橋模型參數(shù)，其具體取值見表2[21]。

模型各部件所采用的單元見表3。

表2 土層的修正劍橋模型參數(shù)

表3 模型中各部件所選單元

相應(yīng)的模型主要開挖區(qū)網(wǎng)格圖如圖5所示。

為了對(duì)比分析孔隙比和滲透系數(shù)的變化對(duì)基坑坑內(nèi)外土體的變形和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，在保證其他參數(shù)不變的情況下，分別建立了如下3種情況下的計(jì)算模型：不考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化、只考慮孔隙比的變化不考慮滲透系數(shù)的變化、同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化。圖6、7所示為孔隙比和滲透系數(shù)隨深度變化關(guān)系圖。

圖5 模型主要開挖區(qū)有限元網(wǎng)格Fig.5 Finite element meshs for the model

圖6 孔隙比隨深度變化圖Fig.6 Variation of void ratio with depth

圖7 滲透系數(shù)隨深度變化圖Fig.7 Variation of permeability coefficient with depth

3 計(jì)算結(jié)果分析

3.1 地表沉降

圖8(a)、(b)、(c)、(d)分別為不考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化、僅考慮孔隙比變化、同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)變化3種情況下基坑降水開挖各施工步的坑外地表沉降圖。從以上3個(gè)圖中可以看出距基坑邊緣80 m處時(shí)，坑外地表沉降逐漸趨近于零，表明本次基坑降水開挖模擬所設(shè)置的邊界條件對(duì)坑內(nèi)外土體的變形的影響可以忽略。3種情況下的最大地表沉降均發(fā)生在距基坑邊緣約1/3倍基坑開挖深度附近，且其沉降變形模式由三角形逐漸向凹槽型過渡，這與Ou等[22]提出的關(guān)于軟土地區(qū)基坑開挖所致地表沉降經(jīng)驗(yàn)曲線吻合。

圖9所示為如上所述的3種情況下，各降水開挖步引起的距基坑邊緣4.8 m處(地表最終沉降量最大處)的地表沉降(ΔH)圖。從圖中可以看出除第一施工步以外，每一施工步中由降水所引起的地表沉降量約為開挖所引起的0.5倍。這也表明對(duì)深大基坑降水開挖進(jìn)行相關(guān)的數(shù)值模擬時(shí)，必須考慮降水的影響，在進(jìn)行基坑降水開挖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)降水期間的監(jiān)測(cè)頻率，這對(duì)保障基坑施工安全有著重要意義。

圖8 不同情況下地表沉降曲線Fig.8 Settlement curves of ground surface with different situation

圖9 降水開挖對(duì)地表沉降的影響對(duì)比Fig.9 Comparison between the influence of dewatering and excavation to the surface subsidence

對(duì)比分析8(a)、(b)、(c)、(d)可知，孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)各開挖步的坑外地表最大沉降量均大于孔隙比不變時(shí)的坑外地表最大沉降量，且由圖8(d)可知，孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)的坑外地表的最終沉降量約為孔隙比不變時(shí)的1.4倍，分析其原因如下。

修正劍橋模型中彈性應(yīng)變?cè)隽靠梢员硎緸?/p>

(7)

由上式可以導(dǎo)出體積彈性模量為

(8)

從上式可以看出，當(dāng)其他條件相同時(shí)，體積彈性模量K與e成正比，即K隨著e的增大而增大，當(dāng)孔隙比較大時(shí)，相同的土體卸荷條件產(chǎn)生的地表沉降將會(huì)較小[21]。圖6所示為孔隙比隨深度的變化圖，其值隨深度的增大呈非線性減小趨勢(shì)，所以圖8(d)中僅考慮孔隙比變化時(shí)的坑外最大地表沉降量大于孔隙比為定值時(shí)的坑外最大沉降量。

同時(shí)由8(d)可知，考慮滲透系數(shù)隨深度變化時(shí)的坑外地表沉降的最大值和基坑邊緣處的沉降值均小于滲透系數(shù)為定值時(shí)的情況，后者約為前者的2.1倍，可見滲透系數(shù)的選取對(duì)坑外地表沉降的影響顯著，需慎重對(duì)待。董志良等[4]將滲透系數(shù)隨固結(jié)應(yīng)力的變化關(guān)系應(yīng)用于真空預(yù)壓下單井的三維有限元計(jì)算，其地表沉降計(jì)算結(jié)果也有類似的規(guī)律。所以在進(jìn)行基坑降水開挖相關(guān)有限元分析時(shí)，必須同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化，否者會(huì)得到偏大的地表沉降，這將造成較大的工程浪費(fèi)。

3.2 墻體水平位移

圖10 不同情況下的墻體水平位移Fig.10 Horizontal displacements of diaphragm wall with different situations

圖10(a)、(b)、(c)、(d)分別為不考慮孔隙比和滲透系數(shù)變化、僅考慮孔隙比變化、同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)變化3種情況下各開挖步的墻體水平位移。從圖中可以看出地下連續(xù)墻的每個(gè)開挖降水步的最大水平位移位置隨基坑開挖深度的增加而不斷下移，在未設(shè)置支撐時(shí)，基坑降水開挖所導(dǎo)致的墻體的水平位移變形模式呈懸臂狀態(tài)，支撐設(shè)置之后，墻體的最大水平位移逐漸下移，且其變形模式逐漸由懸臂模式逐漸向凹槽型轉(zhuǎn)變，且各開挖步最大墻體水平位移均出現(xiàn)在基坑開挖面附近，這與大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和理論分析所得連續(xù)墻體的變形規(guī)律相符。

圖11所示為3種情況下，各降水開挖步引起的距地表14.8 m處(地下連續(xù)墻最大水平位移處)墻體的水平位移(ΔS)圖。從圖中可以看出，除第一施工步以外，由降水所引起的墻體的水平位移為開挖所引起的0.5～1.1倍。這也表明降水對(duì)墻體的水平位移有較大的影響，在進(jìn)行基坑降水開挖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)降水期間的墻體位移的監(jiān)測(cè)頻率，這對(duì)保障基坑施工安全有著重要意義。

對(duì)比分析10(a)、(b)、(c)、(d)可知，孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)，基坑降水開挖引起的墻體的最大水平位移均大于孔隙比不變時(shí)的墻體的最大水平位移，且由圖10(d)可知，孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)的墻體的最終的水平位移約為孔隙比不變時(shí)的1.2倍。由圖10(a)、(b)、(c)、(d)可知，同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化時(shí)較僅考慮孔隙比的變化時(shí)，基坑降水開挖所產(chǎn)生的各開挖步的墻體的最大位移均小于滲透系數(shù)為定值的情況，且其最終的墻體水平位移，后者約為前者的1.6倍。

3.3 坑底隆起

基坑工程施工過程中，由于坑內(nèi)土體的開挖卸荷，從而使得坑底產(chǎn)生土體隆起。在實(shí)際基坑工程施工中，基坑坑底隆起的監(jiān)測(cè)比較困難，而且有關(guān)影響坑底隆起的因素較多，諸如坑底有無工程樁、基坑開挖的施工方法和施工步驟、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入深度、坑內(nèi)土體的卸荷比、地下水的滲流、坑外地表超載、溫度的變化等。有關(guān)此方面的研究國內(nèi)外的學(xué)者雖得到一定的研究成果，仍需更進(jìn)一步的研究。

圖12 不同情況下的坑底最終隆起曲線Fig.12 Final values of rebound at bottom with different situations

圖12所示為不考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化、僅考慮孔隙比的變化、同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化時(shí)3種情況下的坑底最終隆起曲線。從圖中可知，僅考慮孔隙比的變化時(shí)，坑內(nèi)隆起量較另外兩者情況下均偏大，產(chǎn)生此結(jié)果的原因與前述分析孔隙比對(duì)坑外地表沉降變形的影響類似，不再贅述。同時(shí)孔隙比和滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)的情況較僅考慮孔隙比的變化時(shí)坑內(nèi)隆起小，這種變化趨勢(shì)與前述的坑外地表沉降和墻體位移一致。當(dāng)孔隙比和滲透系數(shù)均為定值和孔隙比和滲透系數(shù)均變化時(shí)，其坑底隆起量幾乎相同，其可以理解為孔隙比的變化和滲透系數(shù)的變化對(duì)坑底隆起影響效果的疊加所致。

3.4 地下連續(xù)墻彎矩

在進(jìn)行地下連續(xù)墻的配筋及截面設(shè)計(jì)時(shí)通常需要了解墻體的彎矩分布情況，如圖13所示為不考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化、僅考慮孔隙比的變化、同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化時(shí)3種情況下的地下連續(xù)墻的彎矩分布曲線。從圖13可知，僅考慮孔隙比的變化和同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化兩種情況下墻體的彎矩分布情況較一致，其最大的彎矩位于基坑最終開挖面附近，且其分布形式與Zdravkovic等[23]分析的軟土地區(qū)基坑開挖多支撐地下連續(xù)墻的彎矩分布形式一致，墻體的最大彎矩值位置與墻體水平位移最大值位置基本一致，而兩者都不考慮的情況下，計(jì)算所得的墻體彎矩分布與前述分布相差較大。對(duì)比分析3種情況下的墻體的最大彎矩可知，同時(shí)考慮孔隙比和滲透系數(shù)的變化時(shí)墻體的最大彎矩較僅考慮孔隙比的變化的情況小，后者約為前者的2倍，所以需慎重對(duì)待孔隙比和滲透系數(shù)的變化，如簡單的將其設(shè)置為定值，則將會(huì)得到偏大的墻體彎矩值，從而造成嚴(yán)重的工程浪費(fèi)。

圖13 不同情況下的地下連續(xù)墻彎矩Fig.13 Bending moment of diaphragm wall with different situations

筆者也曾嘗試在其他參數(shù)完全相同的情況下，將土體的滲透系數(shù)設(shè)置為某一定值，如5e-5、4 e-5、3 e-5、2 e-5、1e-5、9 e-6、8 e-6、7 e-6、6 e-6、5e-6、4 e-6、3 e-6、2e-6、1e-6(mm/s)，由此所得的地表沉降量、墻體的水平位移量、坑底的隆起量、墻體最大彎矩值均逐漸減小，即隨著滲透系數(shù)的減小，上述各量均逐漸減小。但是，筆者發(fā)現(xiàn)上述各量的變化并非線性的，較其他范圍而言，當(dāng)滲透系數(shù)變化范圍處于[7e-6、7e-5](mm/s)時(shí)，土體位移及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力變化更為敏感，限于篇幅的原因不一一對(duì)比。對(duì)于淤泥質(zhì)黏土滲透系數(shù)的取值對(duì)基坑降水開挖所導(dǎo)致的坑內(nèi)土體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力的影響還需更進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)語

1)當(dāng)孔隙比隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)坑外地表沉降量、墻體的水平位移、坑底土體的隆起量、地下連續(xù)墻的彎矩均大于孔隙比為定值時(shí)的情況。當(dāng)滲透系數(shù)隨土體當(dāng)前應(yīng)力變化時(shí)坑外地表沉降量、墻體的水平位移、坑底隆起量、地下連續(xù)墻的彎矩均小于滲透系數(shù)為定值的情況，且這種差異在進(jìn)行基坑降水開挖分析時(shí)不能被忽略，否則會(huì)影響基坑開挖施工及基坑周圍建(構(gòu))筑物的安全和正常使用。

2)由降水步所產(chǎn)生的最大地表沉降量和地下連續(xù)墻的最大水平位移約為開挖步所產(chǎn)生的一半以上，所以在進(jìn)行基坑降水開挖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)降水期間的監(jiān)測(cè)頻率，這對(duì)保障基坑施工安全有著重要意義。

3)對(duì)于淤泥質(zhì)黏土而言，在對(duì)基坑降水開挖進(jìn)行有限元分析時(shí)，滲透系數(shù)的影響因素不容忽略，且當(dāng)滲透系數(shù)在[7e-6、7e-5](mm/s)范圍內(nèi)變化時(shí)，滲透系數(shù)這一參數(shù)的取值對(duì)坑內(nèi)外土體的變形及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力的影響較其他范圍更顯著，所以其取值應(yīng)慎重對(duì)待，且有關(guān)此方面的問題還需深入研究。

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(編輯 呂建斌)

更正啟事

《土木建筑與環(huán)境工程》2015年第1期第23頁，《建筑能耗模擬典型年中氣象參數(shù)權(quán)重的確定》一文國家自然科學(xué)基金編號(hào)“51108366”應(yīng)為“51325803”，特此更正。

《土木建筑與環(huán)境工程》編輯部

Deformation of deep foundation pits due to excavation and dewatering considering the change of void ratio and permeability coefficient with current stress of soil

ShaoYu1，JiangJie1,2，MaShaokun1,3，LyuHai-bo1,3，HeJianxing1，ChenJunyu1
(1. College of Civil Engineering and Architecture, Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety，Guangxi University，Nanning 530004，P. R. China;2.China Ship building NDRI Engineering Co.，Ltd，Shanghai 200063，P. R. China;3. Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Guilin University of Technology，Guilin 541004，Guangxi，P. R. China)

The function of void radio e changing with current stress was derived using the theory of Modified Cam-Clay Model. Simultaneously，four groups of classic estimate formula about permeability coefficient changing with void radio were compared to identify the accurate one. User subroutines VOIDRI and USDFLD in ABAQUS were compiled to realize the variation of void radio and permeability coefficient along with the change of current stress of soil. Then the soil displacement，the deformation and the bending moment of retaining structure caused by excavation and dewatering with or without considering the change of void ratio and permeability coefficient with current stress of soil were compared. The results showed that i with changing void ratio,values of ground settlement horizontal displacement of diaphragm wall， bending moment of diaphragm wall and rebound at bottom were larger than those with constant void radio. When permeability coefficient changed with current stress of soil，values of ground settlement，horizontal displacement and bending moment of diaphragm wall were smaller than those with constant permeability coefficient however，the change of void radio and the permeability coefficient with the current stress has no significant impact on soil rebound at bottom.

void ratio; permeability coefficient; user subroutines; deep foundation pit

10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.015

2014-07-02 基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(51068002、41362016)；廣西巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助課題(13-KF-02)；上海市青年科技啟明星計(jì)劃項(xiàng)目(13QB1404300)

邵 羽(1987-)，男，博士生，主要從事基坑工程研究，(E-mail)shaoyu_1987@126.com。 馬少坤(通信作者)，男，教授，(E-mail)mashaokun@sina.com。

Foundation item：National Natural Science Foundation of China(No.51068002、No.41362016);Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering(13-KF-02)；Shanghai Rising-Star Program(No.13QB1404300)

O319.56

A

1674-4764(2015)02-0092-09

Received：2014-07-02

Author brief：Shao Yu(1987-), PhD candidate,main research intrest:excavation engineering，(E-mail)shaoyu_1987@126.com. Ma Shaokun(corresponding author),professor,(E-mail)mashaokun@sina.com.