近年来,随着国家大量基础建设项目的开展,砂石资源匮乏的局面日益加深,国家已经颁布相关的法律法规严格限制挖沙采料及山石开采。排水固结法通常在地基表面满布砂垫层,使得表面近似为完全排水边界,满足固结初期排水要求。然而,地基固结中后期排水速率出现骤降,排水通道出现富余。基于此矛盾,本文根据固结全程排水和出水相协调理念,拟提出砂垫层布设新方案,在地基表面分布铺设间距相同的条状砂垫层,即分布式排水边界。本文基于Biot固结理论,建立地基计算模型,通过有限元软件进行计算,首先验证地基排水边界对其固结性状的影响;接着对分布式排水边界下均质地基二维固结问题进行探究;最后扩展到双层地基二维固结问题。通过以上工作,得到如下结论:(1)土层上下排水边界透水性越好,固结效率越高;而当透水性到达一定程度后,透水性再增加,地基固结后期效率变化不大;相反,当地基表面为完全排水边界时,适量降低边界的透水性,地基固结后期效率下降不大,这论证了分布式排水边界布设方法是可行的。(2)均质地基固结影响因素有铺设率(砂垫层铺设面积占地基表面面积百分比)、厚宽比(特征单元的厚度与宽度之比)、渗透系数各向异性系数(横向渗透系数与竖向渗透系数之比)、泊松比。合理选择铺设率与厚宽比,分布式排水边界对均质地基固结后期效率基本无影响。另外,渗透系数各向异性系数越大于1时,分布式排水边界的效率越高,而土体泊松比对分布式排水边界布设影响很小。(3)双层地基固结影响因素有铺设率、厚宽比、上下渗透系数各向异性系数、上下竖向渗透系数之比、上下弹性模量之比、上下土层泊松比及上下土层厚度之比。合理选择铺设率和厚宽比,在不影响地基固结后期效率的前提下,节约砂石资源;上渗透系数各向异性系数越大于1,上下层土体竖向渗透系数越小,竖向渗透系数低的土层厚度占土层总厚度的比例越大时,分布式排水边界下砂垫层的效率越高;其他因素则对地基固结效率影响不大。(4)在实际工程中,先由地基厚度与铺设砂垫层最小宽度确定特征单元厚宽比,接着在满足工期前提下,通过计算得出砂垫层最优铺设率。