考虑渗流影响的基坑水-土压力计算简化方法

现有计算方法在确定基坑支护结构上的水土压力时,大多简单地将支护结构两侧的水压力视为静水压而忽略地下水渗流的影响。针对这一问题,基于稳态渗流理论,以表现为强渗透性的土层为研究对象,采用简化的Laplace方程推导了任意土层任意点深度的孔隙水压分布表达式,结合Rankie土压力理论提出了考虑渗流作用的水土压力计算新方法。通过两个实例的计算结果表明:相较于水土合算和水土分算法,由于地下水渗流作用的影响,作用于支护结构上的主动土压力增大,被动土压力减小。同时主动区的孔隙水压显著下降,被动区孔隙水压有所增大。该方法与采用流网法的计算结果基本一致,且更简便实用。     

土坡稳定性分析中地下水压力计算问题的探讨

土坡稳定性计算中,地下水压力的计算直接影响边坡稳定性的判定。其中,如何计算静水压力及渗透力是常见的问题。本文以瑞典条分法,通过推证渗流作用下土条周边静水压力与渗透力间的关系,分析了土坡稳定性分析中地下水压力的计算方法。     

长江三峡库区黄腊石边坡地下水作用规律与动态稳定性评价

以黄腊石滑坡为例，针对地下水在边坡失稳过程中的关键作用，定量研究地下水渗透力对滑坡稳定性的影响。采用更接近于实际地下水位的渗透力计算方法，计算了黄腊石边坡地下水渗流场在地下水位变化时的水头分布情况；并对渗透力进行了计算，从而定量地分析了地下水对滑坡的作用，发现渗透力的峰值分布在应力集中的前缘段。在此基础上，在剩余推力法中引入渗透力的算法，根据地下水的月平均观测水位，得出考虑渗透力和未考虑渗透力情况下稳定性系数与时间的关系。发现考虑渗透力的情况下黄腊石边坡稳定性系数有随时间逐渐减小的趋势，最大降幅可达0．2020，且出现在地下水位迅速降落之时。这说明地下水位突降时，其引起的渗透压力最大，且渗透力对黄腊石边坡稳定性的降低作用随时间有增大的趋势。根据地下水的作用机理和渗透力分布的计算分析结果，结合该边坡的实际情况对黄腊石边坡的防治提出了相应的建议。     

渗流对基坑周边沉降的影响

基坑开挖卸荷，使应力场发生变化，引起坑周地面沉降。基坑开挖降水措施引起的地下水渗流，形成渗流场，用流网进行描述，应用井流原理，由裘布依公式求出水面线，水面线上部的土体由浮重度变化为饱和重度，下部的土体产生了渗透力，这些变化增大了坑周土体固结值。把由开挖产生的应力场与渗流场叠加，并通过有限元模拟，求取基坑周边地表沉降值。通过对一实际工程的对比，其计算值与实测值接近。     

地下水渗流对地下结构抗浮计算的影响分析

如何准确得到水浮力对地下结构的作用是地下室抗浮设计中的关键。故在渗流理论及有限元理论的基础上,建立了不同地下水赋存状态及边界条件下地下室的有限元模型,通过对渗流计算结果的比较、分析,研究了地下水孔隙水压力对地下结构的影响,并对抗浮设计中的水浮力计算提出了建议。     

考虑渗流影响的基坑水压力计算

为节约宝贵的地下水资源,北京等城市的管理部门提出在一定条件下必须采用基坑周边隔水,在坑内进行施工降水的政策法规。坑内降水将导致围绕支护结构渗流的发生,从而影响到作用在支护结构上的土水压力。而在一般情况下计算基坑支护结构上的土水压力时,由于没有考虑地下水渗流的影响,因此计算结果可能出现偏差。本文首先探讨了基坑渗流情况下支护结构上水压力简化计算的一般表达式,然后用数值模拟的方法分析了几种典型情况下基坑渗流对水压力的影响,并与简化计算的结果进行了对比,给出了相应的水压力分布模式图。最后通过一个工程实例的计算说明了考虑渗流对基坑水压力的影响。     

渗流滑坡计算中力的组合方式的讨论

建立了渗流体的力学模型,通过受力平衡的假设,得到渗透力的定义公式和量纲,分别以土体和土粒为研究对象,进而对渗流土体(土粒)上的作用力进行矢量运算,得到有关渗流土体计算的两种力的组合方式,并把这两种力的组合方式运用到滑坡的稳定性计算中,得到了两种计算渗流滑坡稳定性系数的方法。     

地下水浮力计算的若干问题探讨

通过对地下建筑与地下水浮力相关问题的研究分析,认为地下水设防水位取室外地坪标高不尽合适,弱透水层中的水头不应折减,水压力计算时需进行渗流分析等,在此基础上将常见含水层归纳为5种模式,并给出相应的地下水浮力计算方法,同时指出重要地下建筑应重视孔隙水压力测试工作。     

渗流场的差分法与防渗结构侧水压力的探讨

为解释常用的防渗体侧水压力计算模型与实测值之间的明显差异,文章提出：“节点间等效渗透系数”、“拓展零渗透节点”、“可变零渗透节点”等概念在分析地下水渗流场中的意义,以解决差分法对地下水渗流潜水面的数值模拟问题;并在模拟工程实例的基础上,对侧水压力实测的模拟结果和对常用防渗模型误差来源的分析;指出常用防渗模型侧水压力的分析误差主要是因该模型未能较准确反映实际流场而造成的;在工程应用中,防渗体侧水压力的确定应根据不同情况予以分别对待。     

考虑渗流作用的土坡稳定分析Fellenius法和简化Bishop法

通过对土条进行严格的力平衡分析,论证了土条浸润线下等体积水的重力与外表面水压力的合力为渗透力。由此得出土坡稳定分析中正确考虑渗流作用的方式是:当以水土混合体为研究对象时,应考虑土体周围孔隙水压力而不考虑渗透力;以土骨架为研究对象时,应考虑渗透力而不考虑孔隙水压力;用孔隙水压力分析时须与土体饱和重度相对应,用渗透力分析时须与土体浮重度相对应。将均质各向同性土体的稳定渗流场中流线简化为平行于浸润线的直线簇,分别将水土组合体和土骨架作为研究对象,经严格的力学分析和数学推导,得到渗流作用下经典土坡稳定分析方法中Fellenius法和简化Bishop法的安全系数求解式,对所得的安全系数计算式的对比分析可知,两种方法在本质上是一致的。采用该文方法的实例计算结果与严格条分法的计算结果的对比表明:考虑渗流作用的Fellenius法和简化Bishop法在滑坡分析中是可行的。