土力学-张杰.ppt

4 5 3挡土构造物上的土压力和水压力 挡土结构物上的土压力和水压力的大小主要取决于挡土结构物的高度 土的性质和地下水的性质 例如基坑支护结构 墙后土体的饱和度 渗流和超静孔压力的影响 除了水的影响外 还存在开挖路径和三维效应的影响等 这里介绍土中水对挡土结构物上土压力和水压力的影响 1静水压力作用下的水土压力 1 水土分算朗肯土压力理论 由于实际工程中较难确定施工中的超静水压力和有效应力强度指标往往采用一般形式的水土水土分算 在水土合算中 由于将静水压力部分也乘以主动土压力系数或被动土压力系数 故而缺乏理论基础 2 水土合算 水是垂直下渗 这时板桩上的水压力为零 考虑到向下的渗透力 主动土压力在这种情况下 计算结果与水土合算结果一致 2 不同渗流情况下的水土压力 1 有上层滞水的情况 滞水下渗 各层渗透系数不同 其水 土压力和总压力的分布应逐层根据水流连续条件计算 水的渗透力会对土压力产生影响 此时产生的附加土压力为 2 有承压水的情况 在土层I中 板桩上作用的水压力接近静水压力 在土层II中除静水压力外 还有由于向下的渗透力 在板桩后产生的很大的主动土压力 在板桩前 由于下部承压水向上渗流 可能发生流土 应验算是否小于 3 均匀土中基坑内排水情况 一种简化的计算方法是假设水头沿板桩的外轮廓线均匀损失 则桩后为向下的渗透力 桩前为向上的渗透力 主动土压力增加 被动土压力减少 水压力也不同于静水压力 可以用朗肯土压力理论近似计算 3超静水孔隙水压力对土压力的影响 水的渗透力引起的主动土压力增量 有效自重应力引起的主动土压力 总的主动土压力结论 有正孔压时主动土压力增加 有负孔压时主动土压力明显减少 4 5 4基坑的井点降水 1 井点降水法的分类和适用条件 2 井点降水方案的设计 1 设计步骤 1 明确设计要求 包括降水面积 降水深度 要求的时间等 2 勘察场地的工程地质条件 掌握地层分布 土的物理性质指标和地下水位等 3 了解场地施工条件 分析降水对临近建筑的影响 4 根据地基土层条件 要求降水的深度 选择降水方法 5 井点的布置和设计 6 制定施工和管理技术要求 2 计算基坑涌水量 凡布置在两层不透水层之间的含水层内 且含水层内水头高于上部不透水层底板的水井 称为承压井 井底到达不透水层的称为完整井 否则称为非完整井 1 单井涌水量计算取井轴为Z轴 径向为 轴 根据达西定律 单井的涌水量 两边积分得 将边界条件 r z h及 R z H代入上式得 4 61 4 62 上列两式相减消去积分常数c 得 将 3 14 H h S H h 2H S代入上式 并用常用对数代换自然对数 得 4 63 2 井点系统的涌水量 当井点基坑周围布设n个井时 基坑涌水量Q即井点系统涌水量为所有单个井点涌水量的总和 则Q nq 由于各井降水漏斗的干扰 q 假设井点系统呈圆形布置 井点系统中心至各井轴线距离为各井处水位为h 降水深为s 将圆形布置的井点系统近似为位于中心的单井 在井位 将 z h和在影响半径处 R z H 代入 4 63 得 4 64 式 4 64 为潜水完整井系统的涌水量 对潜水非完整井系统潜水不仅从井侧流入 而且从井底流入 其涌水量按下式计算 承压完整井系统的涌水量按下式计算 承压非完整井系统的涌水量按下式计算 4 65 4 66 4 67 3 基坑的化引圆半径和影响半径 不规则基坑化为圆形基坑 其半径可用下式计算 其中F为基坑面积 如果已确定基坑井点的布置 n个井点至环绕形状中心的距离分别为 则可用下式较准确的确定化圆半径 影响半径R可用单孔稳定流抽水试验确定 其大小和含水层厚度 土的渗透系数以及深度有关 一般抽1 5天 水位降落曲线稳定后 即可测定 也可用经验公式估算半径 对潜水井 对承压井 4 68 4 69 4 70 4 71 3计算单井点出水能力 1 轻型井点和喷射井点 轻型井点 对喷射井点 对弱透水层 地下水补给不足 实际出水量达不到上述数值 可按下式计算 式中q为单井点出水量 a经验系数 a 1 0 1 5 i为水力梯度 开始抽水时i 1 抽水稳定后 i 0 05 0