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达西渗流定律的获得完全基于砂土的渗透性试验。而基于粘土的已有渗透试验研究表明:对某些低渗透性饱和粘土而言,存在起始比降(又称起始水力坡降、起始水力梯度),只有当土中某点的水力坡降大于起始比降,该点才会发生渗流。传统的竖井地基固结理论大都假设土中渗流符合达西定律,考虑起始比降的竖井地基固结理论至今鲜见。为此,本文在已有研究的基础上,采用解析法较全面地研究了考虑起始比降的竖井地基固结问题。主要工作及成果如下: 1、推导了考虑起始比降的理想井(不考虑涂抹作用和井阻作用)地基中渗流移动边界和时间的关系表达式及孔压和固结度的解析表达式,分析了起始比降i0和井径比n对固结性状的影响。结果表明:由于存在起始比降,理想井地基固结完成后,超静孔压不能完全消散,土中还有残余孔压。i0越大,n越大,地基孔压消散速率越慢,残余孔压越大。 2、进一步考虑了涂抹作用的影响,推导了存在起始比降的竖井地基中渗流移动边界和时间的关系表达式及孔压和固结度的解析表达式,研究了起始比降i0、井径比n、涂抹参数s、kh/ks对固结性状的影响。结果表明:涂抹参数s、kh/ks只影响超静孔压消散的速率,对残余孔压的大小和按孔压定义的最终固结度没有影响;而起始比降i0、井径比n既影响土体孔压消散速率,也影响残余孔压的大小。 3、推导了考虑起始比降和井阻作用的竖井地基中任一深度下渗流移动边界和时间的关系表达式及孔压和固结度的解析表达式,研究了起始比降i0、井阻参数kh/kw及H/dw对固结性状的影响。结果表明:井阻因子G越大,渗流边界移动速率越慢,超静孔压消散速率越慢,按孔压定义的最终固结度越小。