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

作     者：余俊 李东凯 和振 张志中 张鑫全 YU Jun;LI Dongkai;HE Zhen;ZHANG Zhizhong;ZHANG Xinquan

作者机构：中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁城建集团有限公司总承包分公司湖南长沙410000 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2024年第46卷第5期

页      面：142-151页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52078496) 

主　　题：二维稳态渗流 渗透各向异性 显式解析解 考虑厚度的挡墙 总水头分布 出逸比降 水压力 

摘      要：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二维稳态渗流场、挡墙上水压力以及坑底出逸比降的显式解析解。对比保角变换和积分变换方法,本文解渗流场计算结果连续且无奇异点,且基坑水头和挡墙两侧水压力分布情况与数值软件分析一致性较好,说明本文解析解的正确性和优越性。本文解与不同计算方法得到的挡墙水压力结果对比分析发现,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α、d对挡墙底部水压力及出逸比降的影响,随着α和d的增大,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的逐渐减小,坑底出逸比降不断增大;当α和d较小时,考虑一维渗流情况得到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。