渗透各向异性土层中考虑挡墙厚度的基坑稳态渗流 解析解
2024-12-25 11:05:15
iGeo
本文对考虑厚度挡墙支护下渗透各向异性土层中基坑的二维稳态渗流进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面，将周 围土层划分为 5 个规则区域，采用坐标变换将渗透各向异性土层转换成为等效各向同性土层，对各区域利用叠加法和分离变量法 推导得到渗透各向异性土层中考虑挡墙厚度基坑二维稳态渗流的渗流场、挡墙上水压力以及坑底出逸比降的显式解析解。相较于 保角变换和积分变换方法，本文解为连续且无奇异点的显式解析解，其水头结算结果及墙体水压力计算结果与有限元软件计算结 果吻合较好，验证了解析解的正确性。本文墙体水压力计算结果与不同计算方法得到的挡墙水压力计算结果对比分析发现，挡墙 厚度 d、竖直与水平向渗透系数比 α 对挡墙上水压力的影响不可忽略；分析竖直与水平向渗透系数比 α、悬挂式挡墙厚度 d 对挡墙 底部水压力及出逸比降的影响，随着 α 和 d 增大，基坑外侧挡墙底部水压力增大，基坑内侧挡墙底部水压力减小；随着 α 和 d 减 小，出逸比降不断增大，当 α 和 d 较小时，一维渗流情况下计算的出逸比降安全性较低，且随着 α 和 d 的减小与本文解析解差距 越来越大。