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(云南大学 建筑与规划学院，云南 昆明 650500)

0 引言

在城市紧张的用地环境下，地铁车站出入口附近开挖基坑已不再少见。如何降低基坑工程对紧邻地铁隧道变形影响刻不容缓。基坑开挖前的降水使得坑内水位下落、孔压消散，导致有效应力增长，引发周边土层沉降及地铁结构产生竖直方向的变形。此外，降水会诱发地下水渗流，改变土体应力状态。变化的土体又反过来影响地下水渗流参数，导致孔隙水压力进一步变动。如此耦合作用，使作用在地铁结构上应力分布特征产生改变[1]。所以基坑截水帷幕深度很大程度上决定着基坑周边地下水渗流场形态，导致坑外孔隙水压力变化，进而改变土种应力并作用于隧道周围引起隧道受力和变形不同。依据中国西南地区某深基坑紧邻运营地铁隧道工程实例，基于稳定渗流问题变分原理[2]，采用可以考虑土体卸载硬化的修正摩尔库伦模型，利用大型三维有限元软件MIDAS/GTS研究深厚圆砾土层深基坑截水帷幕不同深度情况下对紧邻隧道变形受力影响，对富含圆砾土层地区类似工程具有一定的参考价值和意义。

1 稳定渗流问题变分原理

在MIDAS/GTS中的土体模型是一种三向多孔介质并且具有可压缩性，适用于有效应力原理。基于Darcy定律，土中稳定渗流问题的偏微分方程的边值问题可表示为[3]

(1)

式中，H(x，y，z)为水头函数；kx，ky，kz分别为x、y、z主方向的渗透系数；W为地下水入渗或蒸发量；Ω为地下水渗流范围；q为模型边界处单位面积内地下水交换量；……