渗流系数不均匀性对砂土中板桩墙被动土压力的影响

摘要

为计算砂土中板桩墙在渗流条件下的被动土压力,建立了极限分析下限法的有限元数值模型。针对静力许可应力场构造困难这一问题,将三节点三角形单元引入离散土体,并利用相同的有限元网格和插值函数对渗流场与应力场进行插值。由此,极限分析下限法中的应力平衡与边界条件表示为一系列等式约束,而土体屈服函数则可描述成二阶锥约束,从而将极限分析下限法转化为二阶锥规划问题。利用有限元法计算孔隙水压力,并代入极限分析下限法中计算被动土压力。研究结果表明,针对单层土求得的下限解与文献研究结果吻合良好,有效被动土压力系数随渗流系数各向异性增加而降低;针对双层土求解得到的有效被动土压力系数随上层土与下层土渗流系数比值的升高而增加;针对三层土求解时,在高渗透薄土层位于板桩墙端的情况下,有效被动土压力系数将急剧降低。