地下水水位的下降对地面沉降有着重要的影响:一方面水位下降会改变影响半径范围内土体的应力状态;另一方面水头压力的改变会使影响半径范围内的渗流域产生渗透压力。降落曲线可以直观地反应降水后基坑周围水位的变化,精确地求出降落曲线的位置是分析地面沉降的基础。目前国内外学者对降落曲线的求解一般是基于Dupuit稳定井流基本方程和Theis基本方程。根据Theis方程求解降落曲线的主要方法包括直线图解法、配线法以及解析法。针对图解法和配线法求解较为复杂且人为误差较大以及Dupuit稳定井流基本方程对水跃现象影响因素考虑不足的缺点,本文基于有限单元法提出了两种求解潜水含水层降落曲线的方法,主要研究成果包括:(1)基于能量损失率最小原理求解降落曲线。在均质潜水含水层内建立降水降落曲线的计算模型:基坑降水达到控制水位后,可视为一个已知上游水位(降水前地下水水位)、下游水位(降水后降水井中的水位)以及逸出边界(水跃区段)的稳定渗流场。在该稳定渗流场中真实降落曲线会使整个渗流域内的能量损失率最小,对该渗流域进行有限单元划分,基于能量损失率最小原理推导了求解降落曲线的有限单元计算方法,将求解降落曲线的问题转化为求解渗流域能量损失率最小值的问题。(2)基于实域总势能最小原理求解降落曲线。降水达到控制点水位时,利用实域总势能最小原理求解出地下水入井水位点(渗流逸出点,井壁逸出点和井中水位之间的高度为水跃区段)。筛选出被降落曲线穿割的过渡单元,运用三角形单元相似对过渡单元进行求解,可直接得到各单元与降落曲线的交点,连接各点即可得到降落曲线。(3)对上述两种方法分别编写了求解降落曲线的Fortran语言计算程序,并将这两套程序应用到实际案例的求解,所得到的计算结果与裘布依公式理论计算的结果、工程实测值进行对比,表明本文所提方法的计算精度更高。