尽管排水固结法已被广泛用于处理软土地基,然而如何评价地基的加固效果、准确预估软基的沉降量一直是理论分析及工程设计中有待进一步解决的问题。因此,探索更有效的砂井地基计算方法对于准确分析砂井地基的变形特性有着重大的理论及实践意义。 首先,本文在前人工作的基础上推导了砂井和砂墙地基的固结理论解。推导过程中按照竖向应变与深度有关及无关两种假定分别得到了精确解和近似解,然后详细考察了精确解和近似解的结果,通过比较证明了精确解在理论上的正确性,并通过与数值分析结果的对比验证了其合理性;而目前广为采用的近似解在理论上是不合理的。 接着以砂井和砂墙地基的固结理论解为基础并以水平向固结度为等效基本量得到了单井在轴对称和平面应变情况下的一般等效条件;现有Hird及Indraratna得到的等效方法均为本文等效条件的特例。等效公式综合考虑了砂井的井阻和涂抹作用的影响,反映了两种条件下渗透系数和几何尺寸的关系,能使三维问题的砂井地基转换为平面应变问题来处理。 随后简要阐述了固结问题的有限元实现方法,并对砂井地基平面应变有限元分析中用到的重要参数,如剑桥模型参数、砂井地基参数等的取值问题作了较深入的探讨。 本文最后运用所提出的砂井地基平面应变等效方法对一个工程实例进行了弹塑性有限元分析,阐述了等效方法应用的要点,并最终得到了比较满意的结果。 渗透系数是反映孔隙水流动规律的重要参数。本文特别提出了如何计算砂井这类水平向成层地基的平均渗透系数的新方法,并分别与前人所提方法及数值解法作了对比,验证了本算法的合理性和优越性。在涂抹区的常见取值区间内,本文平均渗透系数计算方法所得到的结果差别较小,因此可以用来评价砂井地基的整体固结效果。