【摘 要】
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近年来随着城市地下空间的大量开发,地下结构抗浮问题日益凸显。然而对于弱透水粉质粘土地基中的地下结构,其浮力精确计算仍缺少较为成熟的方法。本文以长春地区粉质粘土为主要研究对象,采取模型试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对不同地下水赋存条件下长春地区粉质粘土地基中地下结构浮力及地基中水压力分布规律展开研究,为长春地区粉质粘土地基中地下结构抗浮设计提供参考。主要研究内容及成果如下:（1）设计并制造了
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近年来随着城市地下空间的大量开发,地下结构抗浮问题日益凸显。然而对于弱透水粉质粘土地基中的地下结构,其浮力精确计算仍缺少较为成熟的方法。本文以长春地区粉质粘土为主要研究对象,采取模型试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对不同地下水赋存条件下长春地区粉质粘土地基中地下结构浮力及地基中水压力分布规律展开研究,为长春地区粉质粘土地基中地下结构抗浮设计提供参考。主要研究内容及成果如下:（1）设计并制造了一套地下结构浮力试验装置。该装置减少了侧摩擦阻力对试验结果的影响。通过此装置对埋置于粉质粘土中的地下结构模型进行浮力测试,得到了弱透水粉质粘土地基中静水作用及渗流作用下地下结构所受浮力。静水作用下的试验结果表明:潜水引起的浮力其折减系数可取0.843,而承压水引起的浮力不宜进行折减。渗流作用下的试验结果表明:浮力计算应考虑地下水渗流造成的水头损失,地下结构的浮力宜按基础埋深处的实测孔隙水压力计算。（2）基于粉质黏土的微观结构,结合Bingham流体模型探讨了土-水系统中固液界面的相互作用及压力驱动下的孔隙水运移机理,分析了粉质黏土中浮力折减现象的原因。阐明了在粉质黏土中起始水力梯度的成因及其对地下结构浮力的影响。（3）通过数值模拟方法分析了潜水向下渗流、承压水向上渗流这两种地下水渗流条件下弱透水地基内孔隙水压力的垂向分布规律,对模型试验的结果进行了补充,并对弱透水层厚度、弱透水层渗透系数、地下水水头等因素进行了敏感性分析,其结果表明:地下水条件为潜水向下渗流时,基底浮力主要取决于基底在弱透水层中位置,上部含水层内的孔压主要影响因素为弱透水层的渗透系数;地下水条件为承压水向上渗流时,基底浮力主要取决于承压水的承压水头,上部含水层内的孔压主要影响因素为弱透水层厚度。
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