港口工程及工程排水与加固理论与技术进展
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3 考虑非达西渗流的竖井固结理论

软黏土中的渗流会偏离达西定律在19世纪就有报道。20世纪60年代Hansbo提出著名的非达西渗流模型后,不少学者开始关注非达西渗流现象,并将其用于地基固结过程分析[18,29]。Hansbo非达西渗流模型中渗流速度v与孔压梯度i之间存在如下关系:当水力梯度i小于门槛水力梯度i1时,流速与梯度间为幂函数关系,渗透系数为κ;当i大于i1时,vi间为线性关系,渗透系数为k。即

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式中 i0——起始水力梯度;

i1——门槛水力梯度。

i1m为基本控制参数,其取值范围:1.0≤m≤1.5;0<i1≤40[18,30]

Hansbo[16-18]根据其非达西渗流模型,结合其经典单井理论推导思路[12],得到了考虑非达西渗流的竖井地基某一深度处的径向平均固结度Ur计算式:

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式中 img——初始平均孔压增量;

q0——初始荷载;

mv——地基土体积压缩系数;

γw——水的容重。

Hansbo指出[18]:上式为近似解答;上式不能直接退化为达西渗流解答;但当参数取值接近达西渗流情况时,上式计算结果趋近于达西渗流解答。仿效Barron的做法[9],在获得Urz)后可通过数值积分方法得到竖井地基径向平均固结度img。笔者通过一系列的数值检验,发现z=0.42l深度处的径向固结度与地基总体径向平均固结度近似相等,即

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