考虑影响区真实形状的砂井地基固结理论研究

论文摘要

等应变条件下的砂井地基固结解析理论,由于其简便实用,仍然是目前指导砂井地基设计的主要理论基础。现有的解析理论都是建立在将实际工程中的正多边形影响区简化为等面积圆形的基础上的,而且往往假定初始孔压沿地基深度均布,并认为涂抹区土体的水平渗透系数为一常数。然而在实际工程中,土体的渗透系数将因施工扰动而呈现连续变化,而且地基中初始孔压也不完全是沿深度均布的。针对现有理论的不足,本文在新的条件下对砂井地基固结理论开展了进一步的研究,主要工作如下：1.研究了正六边形影响区的砂井地基固结问题,给出单面和双面排水条件下的固结解析解,然后将其推广到影响区为任意正多边形的情况并得到一般解。通过与现有固结理论的比较分析,表明在相同条件下本文理论的固结度解答比现有理论值略大,但差距很小,即现有砂井理论对影响区采用圆形等效假定是合理的。2.给出了考虑影响区真实形状和土体水平渗透系数变化的砂井地基固结一般解,提出了四种实际工程中出现可能性较大的渗透系数变化模式,并得到相应的解析解。分析结果表明：影响区土体渗透系数的变化模式对砂井地基固结性状影响显著；在其它条件相同时,模式三固结最快,模式四固结最慢。3.在初始孔压非均布条件下研究了考虑影响区真实形状的砂井地基固结问题,给出了不同排水条件下初始孔压为任意分布时的一般解和初始孔压为梯形、矩形、正三角形、倒三角形分布时的特殊解。计算结果表明：初始孔压的分布形式对砂井地基固结性状有重要影响；在单面排水条件下,倒三角形分布时地基固结最快,正三角形分布时固结最慢；而在双面排水时,砂井地基固结速率与初始孔压分布形式无关。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 砂井地基固结理论研究现状
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 前提假定
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 考虑影响区真实形状的砂井地基固结理论研究
• 2.1 引言
• 2.2 正六边形影响区砂井地基固结解
• 2.2.1 建立模型
• 2.2.1.1 计算简图
• 2.2.1.2 基本假定
• 2.2.1.3 固结基本方程及其求解条件
• 2.2.2 方程求解
• 2.3 正多边形影响区砂井地基固结一般解
• 2.3.1 单面排水条件下的解
• 2.3.2 双面排水条件下的解
• 2.4 考虑影响区真实形状的砂井地基固结性状分析
• 2.5 与现有理论的对比分析
• 2.5.1 地基同一深度处固结度的对比
• 2.5.2 地基平均固结度的对比
• 2.6 本章小结
• 第3章 考虑影响区真实形状和土体水平渗透系数变化的砂井地基固结解
• 3.1 引言
• 3.2 考虑土体水平渗透系数变化的正六边形影响区砂井地基固结解
• 3.2.1 固结计算模型
• 3.2.1.1 基本假定与固结计算简图
• 3.2.1.2 基本方程与求解条件
• 3.2.2 方程求解
• 3.3 F的求解
• 3.3.1 模式1的解
• 3.3.2 模式2的解
• 3.3.3 模式3的解
• 3.3.4 模式4的解
• 3.4 考虑影响区真实形状和渗透系数变化的砂井地基固结性状分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 初始孔压非均布时考虑影响区真实形状的砂井地基固结研究
• 4.1 引言
• 4.2 初始孔压非均布条件下正六边形影响区砂井地基固结一般解
• 4.2.1 基本方程推导
• 4.2.2 方程求解
• 4.3 特殊分布形式下的砂井地基固结解
• 4.3.1 初始孔压为梯形分布时的解
• 4.3.2 初始孔压为矩形分布时的解
• 4.3.3 初始孔压为正三角形分布时的解
• 4.3.4 初始孔压为倒三角形分布时的解
• 4.4 初始孔压非均布时考虑影响区真实形状的砂井地基固结性状分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要工作和结论
• 5.2 关于进一步研究的展望
• 参考文献
• 作者简历