目前的基坑计算分析中通常是忽略了降水对维护结构和土体变形的影响,仅考虑开挖引起的土体应力场和变形场的变化。然而在地下水位较高的地区若进行深基坑开挖,渗流问题是突出存在的。降水是土体和支护结构强度及稳定性变化的诱因之一,而土体和支护结构强度及稳定性变化又对降水起控制和指导作用,它们是相辅相成互相制约的。所以本文针对基坑立井降水对周围环境及地下建筑的影响问题的研究热点,利用有限元软件模拟基坑降水,主要做了以下几个方面的工作:(1)简单介绍了国内外在基坑降水、渗流理论、降水对周围环境影响方面的研究现状;介绍了渗流的基本概念、渗流基本微分方程以及传统计算土体沉降的分层总和法;针对基坑降水过程中造成土体中应力改变以及土体的沉降变形给出了理论计算公式;给出了基坑降水在土体中形成的降落漏斗曲线的方程式,并介绍了各种确定降水影响范围的理论公式。这些理论对于分析工程中降水对周围土体、建筑物造成的影响方面有着理论指导作用,并在本文建模计算过程中也做了应用。(2)使用ABAQUS有限元软件建模,分析地铁隧道与降水井的水平距离d变化的条件下,基坑降水对其邻近地铁隧道衬砌产生的位移与应力的影响。可以得出,随着距离的增加,降水对地铁隧道的位移和应力的影响均减小,即其他条件不变,越远离降水井,地铁隧道应越安全;几种距离条件下,衬砌上的最大拉应力值未超过钢筋混凝土抗拉强度承载极限,且其位移均未超过隧道位移允许值20mm,在其他参数不变,d=13m时,由于衬砌沉降值已接近20mm,所以为了确保隧道安全,尽量控制隧道距降水井的水平距离在13m以上。(3)使用ABAQUS有限元软件建模,分析当基坑周围降水井深h变化的条件下,基坑降水对其邻近地铁隧道衬砌产生的位移与应力的影响,以及对降水造成的基坑沉降量的影响。可以得出,随着h的增加,基坑处土体沉降量增加,降水对地铁隧道的位移和应力的影响均增加,即其他条件不变,降水井降深越大,基坑降水对地铁隧道以土体沉降量的影响越大;几种降水井深度条件下的衬砌上的最大拉应力值未超过钢筋混凝土衬砌抗拉强度承载极限;当其他参数不变,降水井深h=42m时的衬砌位移量最大,接近规定最大位移值20mm,故在本文计算条件下,尽量控制降水井深不超过42m,则可认为地铁隧道是安全的。(4)使用ABAQUS有限元软件建模,分析当土体的渗透系数k变化的条件下,基坑降水对其邻近地铁隧道衬砌产生的位移与应力的影响,以及对降水造成的基坑沉降量的影响。随着k值的减小,降水对地铁隧道的位移和应力的影响均减弱,对降水后基坑的沉降影响减小,即其他条件不变,土体渗透系数越小,基坑降水对地铁隧道及基坑处土体沉降量的影响越小。本文中渗透系数条件下最大拉应力值未超过钢筋混凝土衬砌抗拉强度承载极限;固定其他变量,当渗透系数为9E-006m/s时的隧道位移量非常接近位移允许值20mm,由规律可得,在本文的计算条件下,渗透系数不大于9E-006m/s,则可以认地铁隧道安全。(5)通过使用ABAQUS有限元软件分析西安市内一建筑物基坑在工程降水过程中对其附近地铁二号线隧道影响的实例。得出由于降水,使得隧道衬砌主要在对应基坑较近的中段处产生了最大的应力应变,最大拉应力位于隧道沿长度方向的中间部分的衬砌的拱顶,拱底和拱侧,且呈对称分布,在拱肩及拱脚处也有拉应力呈对称分布,其值未超过钢筋混凝土衬砌抗拉强度承载极限;隧道各方向上的位移值未超过规定位移量20mm。故结合经验与计算结果可以判断隧道衬砌不会由于基坑降水产生破坏事故。