上海交通大学学报 ›› 2020, Vol. 54 ›› Issue (12): 1300-1306.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.036
收稿日期:
2019-02-12
出版日期:
2020-12-01
发布日期:
2020-12-31
作者简介:
应宏伟(1971-),男,江西省萍乡市人,教授,现就任于河海大学,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作.E-mail: 基金资助:
YING Hongwei1(), XU Dingye1, WANG Di1, ZHANG Lisha2
Received:
2019-02-12
Online:
2020-12-01
Published:
2020-12-31
摘要:
为了更好地解释由承压水引起的基坑突涌现象,从渗流固结的角度出发,将Hansbo非 Darcy 渗流方程引入饱和土的Terzaghi一维固结方程中.采用有限差分法,求得由波动承压水引起的超孔压数值解,并将其退化到Darcy渗流情况与已有解析解进行对比,分析了非Darcy参数、承压水波动周期和初始水位对弱透水层超孔压变化规律的影响.结果表明:在波动承压水作用下,弱透水层中的超孔压随波动时间的延长而增加,若干周期后达到稳定波动状态.非Darcy渗流试验常数和直线段的起始水力坡降越大,超孔压的传递滞后现象越明显,振幅越小;承压水波动周期越长或者初始水位越高,超孔压的振幅越大;基坑底板承受的初始承压水位越高,超孔压受到承压水变化的影响越明显.工程应用的实例表明,考虑土体非Darcy因素时可以适当降低承压水位的设计下降深度.
中图分类号:
应宏伟, 许鼎业, 王迪, 章丽莎. 波动承压水下基坑底部弱透水层的非Darcy渗流分析[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(12): 1300-1306.
YING Hongwei, XU Dingye, WANG Di, ZHANG Lisha. Analysis of Non-Darcy Flow in Aquitard at Bottom of Foundation Pit Under Fluctuation of Confined Water[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2020, 54(12): 1300-1306.
[1] | MILLIGAN V, LO K Y. Observations on some basal failures in sheeted excavations[J]. Canadian Geotechnical Journal, 1970, 7(2): 136-144. |
[2] | 车灿辉,张智博,刘实. 南京长江漫滩地区某深基坑突水原因分析及治理[J]. 岩土工程技术,2014, 28(4): 183-187. |
CHE Canhui, ZHANG Zhibo, LIU Shi. Analysis and management of confined water inrush of a deep foundation pit the floodplain area of Nanjing Yangtze River[J]. Geotechnical Engineering Technique, 2014, 28(4): 183-187. | |
[3] | 徐长节,徐礼阁,孙凤明,等. 深基坑承压水的风险控制及处理实例[J]. 岩土力学,2014, 35(Sup.1): 353-358. |
XU Changjie, XU Lige, SUN Fengming, et al. Risk control and dealing example of confined water of deep foundation pit[J]. Rock and Soil Mechanics, 2014, 35(Sup.1): 353-358. | |
[4] | ZHOU P P, LI G M, LU Y D.Numerical modeling of tidal effects on groundwater dynamics in a multi-layered estuary aquifer system using equivalent tidal loading boundary condition: Case study in Zhanjiang, China[J]. Environmental Earth Sciences, 2016, 75(2): 1-16. |
[5] | 付丛生,陈建耀,曾松青,等. 滨海地区潮汐对地下水位变化影响的统计学分析[J]. 水利学报,2008, 39(12): 1365-1376. |
FU Congsheng, CHEN Jianyao, ZENG Songqing, et al. Statistical analysis on impact of tide on water table fluctuation in coastal aquifer[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2008, 39(12): 1365-1376. | |
[6] | HONG Y, NG C W W, WANGL Z. Initiation and failure mechanism of base instability of excavations in clay triggered by hydraulic uplift[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2015, 52(5): 1-10. |
[7] | 丁春林. 软土地区承压水基坑突涌稳定计算法研究综述[J]. 地下空间与工程学报,2007, 3(2): 333-338. |
DING Chunlin. Summary of study on calculation method of inrushing for confined water foundation pit in soft soil area[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2007, 3(2): 333-338. | |
[8] | 王玉林,谢康和,卢萌盟,等. 受承压水作用的基坑底板临界厚度的确定方法[J]. 岩土力学,2010, 31(5): 1539-1544. |
WANG Yulin, XIE Kanghe, LU Mengmeng, et al. A method for determining critical thickness of base soil of foundation pit subjected to confined water[J]. Rock and Soil Mechanics, 2010, 31(5): 1539-1544. | |
[9] | 章丽莎,应宏伟,谢康和,等. 动态承压水作用下深基坑底部弱透水层的出逸比降解析研究[J]. 岩土工程学报,2017, 39(2): 295-300. |
ZHANG Lisha, YING Hongwei, XIE Kanghe, et al. Analytical study on exit gradient at base aquitard of deep excavations under dynamic artesian water[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2017, 39(2): 295-300. | |
[10] | CONTE E, TRONCONE A. Soil layer response to pore pressure variations at the boundary[J]. Géotechnique, 2008, 58(1): 37-44. |
[11] | CAVALERA L. Consolidation under cyclic variation of boundary pore pressure[J]. Rivista Italiana Geotecnica, 1977, 11(4): 187-205. |
[12] | 刘凯,文章,梁杏,等. 一维低渗透介质非达西渗流实验[J]. 水动力学研究与进展A辑,2013, 28(1): 81-87. |
LIU Kai, WEN Zhang, LIANG Xing, et al. One-dimensional column test for non-Darcy flow in low permeability media[J]. Chinese Journal of Hydrodyna-mics, 2013, 28(1): 81-87. | |
[13] | DENG Y E, XIE H P, HUANG R Q, et al. Law of nonlinear flow in saturated clays and radial consolidation[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2007, 28(11): 1427-1436. |
[14] | HANSBO S. Consolidation equation valid for bothDarcian and non-Darcian flow[J]. Géotechnique, 2001, 51(1): 51-54. |
[15] | 李传勋,徐超,谢康和. 考虑非Darcy渗流和应力历史的土体非线性固结研究[J]. 岩土力学,2017, 38(1): 91-100. |
LI Chuanxun, XU Chao, XIE Kanghe. Nonlinear consolidation of clayed soil considering non-Darcy flow and stress history[J]. Rock and Soil Mechanics, 2017, 38(1): 91-100. | |
[16] | 刘忠玉,闫富有,王喜军. 基于非Darcy渗流的饱和黏性土一维流变固结分析[J]. 岩石力学与工程学报,2013, 32(9): 1937-1944. |
LIU Zhongyu, YAN Fuyou, WANG Xijun. One-dimensional rheological consolidation analysis of saturated clay considering non-Darcy flow[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2013, 32(9): 1937-1944. | |
[17] | 时刚,刘忠玉,李永辉.循环荷载作用下考虑非达西渗流的软黏性土一维流变固结分析[J]. 岩土力学,2018, 39(Sup.1): 521-528. |
SHI Gang, LIU Zhongyu, LI Yonghui. One-dimensional rheological consolidation of soft clay under cyclic loadings considering non-Darcy flow[J]. Rock and Soil Mechanics, 2018, 39(Sup.1): 521-528. | |
[18] | 张文生. 科学计算中的偏微分方程有限差分法[M]. 北京: 高等教育出版社,2006: 245-249. |
ZHANG Wensheng. Finite difference methods for partial differential equations in science computation[M]. Beijing: Higher Education Press, 2006: 245-249. |
[1] | 杨其润, 李明广, 陈锦剑, 吴航. 同步实施的相邻基坑相互作用机理[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(6): 722-729. |
[2] | 冯国辉, 徐兴, 侯世磊, 范润东, 杨开放, 管凌霄, 徐长节. 基于Kerr地基模型的基坑开挖引起下卧既有隧道受力变形[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(4): 474-485. |
[3] | 陈拴, 吴怀娜, 陈仁朋, 沈水龙, 刘源. 上方长距离基坑开挖引起的共线隧道变形研究[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(6): 698-706. |
[4] | 肖朝昀, 李明广, 王大发, 陈锦剑. 降雨影响下残积土层中深基坑变形特性测试及分析[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(8): 873-880. |
[5] | 高亿文, 李明广, 陈锦剑. 超载影响下围护结构非对称基坑的受力及变形特性分析[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(6): 643-651. |
[6] | 范晓真, 许海明, 徐长节, 方焘, 谭勇. 非对称开挖砂性土基坑刚性支护结构解析解[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(4): 397-405. |
[7] | 李镜培,崔纪飞,李林,赵高文. 静压沉桩对邻近地下连续墙变形的影响[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(12): 1580-1586. |
[8] | 肖潇,李明广,陈锦剑,夏小和. 基坑开挖对围护墙竖向变形的影响机理[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(12): 1552-1558. |
[9] | 应宏伟,梁文鹏. 方竖井基坑平动模式挡墙的主动土压力[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(11): 1459-1466. |
[10] | 钟国强1,2,王浩1,张国华1,覃卫民1,王成汤1,2,熊俊峰1,2. 基于RS-MIV-ELM模型的基坑水平位移影响因素分析和预测[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(11): 1508-1515. |
[11] | 肖潇, 李明广, 夏小和, 王建华. 基坑开挖对临近明挖暗埋隧道竖向变形的影响机理[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(11): 1437-1443. |
[12] | 范凡, 章红兵, 王建华, 陈锦剑, 张毅鹏. 软土地区分隔型基坑群变形特性实测分析[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(02): 133-140. |
[13] | 曾凡云, 李明广, 陈锦剑, 王建华. 基坑群监测数据与施工信息动态同步分析系统的开发与应用[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(03): 269-276. |
[14] | 章红兵,范凡,胡昊. 基坑群施工对邻近隧道影响与隧道保护[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2016, 50(05): 803-809. |
[15] | 章红兵,范凡,胡昊. 考虑基坑开挖空间效应的邻近建筑物沉降预测方法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2016, 50(04): 641-646. |
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