渗流场耦合降水支护结构深基坑工程中，降水和支护系统的讨论日趋受到普遍的关注，尤其是沿海地区，例如长江三角洲第四纪松散沉积层地区［1］。深基坑降水过程实际是渗流场和应力场相互耦合的过程，关于土体和流体相互作用的讨论最早见于太沙基对地面沉降的讨论，提出了著名的有效应力原理，并建立了一维固结模型，之后比奥在此基础上建立了较为完善的三维固结理论，Verrujit 进一步进展了多相饱和渗流与孔隙介质耦合的理论模型，在连续介质力学的系统框架内建立了 Euler 型多相流体运移和变形孔隙介质耦合问题的理论模型［2］。基于上述基本理论，目前关于深基坑降水过程提出了许多计算模型，主要有水土分算模型、部分耦合模型和基于比奥固结理论的全耦合模型［2］。比奥固结理论从较严格的固结机制出发推导了准确反映孔隙水压力消散与土骨架变形相互关系的三维固结方程，运用基于比奥固结理论可将渗流模型与土力学分析模型有机的结合起来，对基坑降水进行渗流与应力耦合的分析。然而深基坑在降水作用下支护结构体系的位移讨论由于受到土质条件、基坑深度、周边环境、施工方法和支护结构体系参数等因素的影响，理论与应用无法同步，工程应用也尚不明确，故大多数工程中均未考虑深基坑降水作用下支护结构的位移问题，从而引起了许多工程事故。1 水土全耦合模型假定饱和土体中土骨架变形为线弹性和微小变形、地下水渗流符合达西定律，且不可压缩或微压缩，取以 x、y 为同一水平面的直角坐标系，z 方向向上为正，则三维比奥固结方程如下［3～7］:式中:G 为剪切模量，ν 为泊松比，wx、wy、wz 分别为 x、y、z 方向上的位移重量，u 为孔隙水压力，kx、ky、kz 分别为 x、y、z 方向上的渗透系数，γ 为土的重度，γw 为水的重度，Ω 为讨论区域。1.1 定解条件1.1.1 初始条件地应力初始条件:采纳土体的自重应力估算土体的初始应力:1.1.2 边界条件孔隙水压力边界条件 Γ:属于混合边界，式中μ 为土体给水度，θ 为自由面外法线方向与垂线的交角，q 为通过自由面边界 Γ3 的单位面积流量。2 摩尔-库仑线性模型弹塑性摩尔-库仑模型包括 5 个参数，表示土体弹性的杨氏模量E 和泊松比 ν，表示土体塑性的内摩擦角 φ 和黏聚力 c，以及剪胀角ψ。摩尔-“”库仑模型描述了对岩土行为的一种 一阶 近似。摩尔-库仑的屈服条件为如下形式［8］:式中:I1 为应力张量第一不变量;J2 为应力偏量第二不变量;θ 为洛德角;C、φ 为...
