›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (10): 2973-2979.doi: 10.16285/j.rsm.2017.10.026

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

临江地下结构抗浮计算方法研究

曹 洪1, 2,朱东风1, 2,骆冠勇1, 2,潘 泓1, 2   

  1. 1. 华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640;2. 华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2016-05-27 出版日期:2017-10-10 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 骆冠勇,男,1979年生,男,博士,讲师,主要从事岩土方面的教学与研究工作。E-mail: luogy@scut.edu.cn E-mail: caohsuct@126.com
  • 作者简介:曹洪,男,1954年生,博士,教授,主要从事堤防渗流和岩土工程方面的研究。
  • 基金资助:

    岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(No. Z015013);华南理工大学中央高校基本科研业务费(No. 20152M024)。

Study of anti-buoyancy calculation method for underground structures near riverside

CAO Hong1, 2, ZHU Dong-feng1, 2, LUO Guan-yong1, 2, PAN Hong1, 2   

  1. 1. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China; 2. State Key Laboratory of Subtropical Building Science, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China
  • Received:2016-05-27 Online:2017-10-10 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the Open Research Fund of State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences (Z015013) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of SCUT (20152M024).

摘要: 临江地下结构进行浮力计算时,其抗浮设计水位直接采用地面高程或江河水位是不合理的,需要对场地进行渗流分析才能确定。在沿用本奈特假定的前提下,推导出一种简化算法用于临江二元地层的渗流分析,可得到强透水层中的水头分布。在此基础上,提出地下结构物底板水压力的实用计算方法为抗浮设计提供依据。其方法适用于堤前、堤后覆盖层有不同的厚度和渗透系数,以及宽度为有限或无限的边界情况。该法计算简便,结果足够精确。经过算例验证和比较,堤后小型结构物对强透水层中的水头分布影响不大,但大型结构物和堤后宽度收窄将会显著抬高水头。位于覆盖层中的地下室底板浮力呈中部大、四周小的分布形态,但位于强透水层中时则呈线性分布。

关键词: 地下结构, 二元地层, 水头分布, 浮力

Abstract: It is unreasonable to calculate the buoyancy force value of underground structures near riverside directly using ground elevation or river level as anti-buoyancy water level. Seepage analysis of the field is necessary for anti-buoyancy design. Based on Bennett hypothesis, a simplified algorithm for seepage analysis of double strata near riverside is presented to calculate the hydraulic head distribution in high-permeable layer. A practical method is followed to calculate the buoyancy force on the bottom slab of underground structures for anti-buoyancy design. This method can be applied for different boundary conditions, e.g., the blankets with different thicknesses and permeability on the upstream and downstream of levee , or the blanket with finite or infinite width. This algorithm only requires simple calculation parameters, but the results are accurate enough for using. After verification and comparison, a conclusion can be drawn that downstream small-scale structures in high-permeable layer have little influence on hydraulic head distribution, but the large-scale structures or the narrow-width blanket downstream will rise the head dramatically. The buoyancy in the middle of bottom slab is greater than the surrounding area when the bottom slab of basement locates in the blanket. But it changes to linear distribution when the bottom slab of basement intrudes into high-permeable layer.

Key words: underground structures, double strata, hydraulic head distribution, buoyancy

中图分类号: 

  • TU 476

[1] 禹海涛, 张正伟, 李 攀, . 地下结构抗震设计的改进等效反应加速度法[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2401-2410.
[2] 潘旦光, 程业, 陈清军. 地下商场结构对地面运动影响的振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1134-1145.
[3] 王冲, 胡大伟, 任金明, 周辉, 卢景景, 刘传新, . 侵蚀性环境对地下结构渗透和力学特性影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3457-3464.
[4] 许紫刚, 杜修力, 许成顺, 韩润波, 乔磊. 复杂断面地下结构地震反应分析的 广义反应位移法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3247-3254.
[5] 庄海洋, 付继赛, 陈 苏, 陈国兴, 王雪剑, . 微倾斜场地中地铁地下结构周围地基液化与变形特性振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1263-1272.
[6] 许紫刚, 杜修力, 许成顺, 张驰宇, 蒋家卫. 地下结构地震反应分析中场地瑞利阻尼 构建方法比较研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4838-4847.
[7] 尹晓萌, 晏鄂川, 刘旭耀, 李兴明, . 土体稳定性计算中地下水作用力探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 156-164.
[8] 郭帅杰, 宋绪国, . 基于沉桩模拟试验的装配式地下连续墙 沉桩阻力评估方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 269-274.
[9] 宋林辉,王宇豪,付 磊,梅国雄,. 软黏土中地下结构浮力测试试验与分析[J]. , 2018, 39(2): 753-758.
[10] 刘仰鹏,贺少辉,汪大海,李丹煜. 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究[J]. , 2015, 36(S2): 118-124.
[11] 谷 音,庄舒曼,卓卫东,孙 颖. 考虑饱和土的地铁车站结构非线性地震反应研究[J]. , 2015, 36(11): 3243-3251.
[12] 程大伟 ,陈 茜 ,安 鹏 ,郭 鸿 ,郑 睿,. 均质非饱和土一维稳态流水头垂直分布的解析解[J]. , 2015, 36(10): 2951-2954.
[13] 徐学勇 ,陈国海 ,汪 稔 ,狄圣杰 ,杜文博,. 深厚淤泥爆破挤淤堤坝沉降计算与分析[J]. , 2014, 35(S2): 364-369.
[14] 张志国 ,杨 阳 ,牟春来 ,肖 明 , . 水电站地下厂房结构抗震计算方法探讨[J]. , 2014, 35(S1): 319-327.
[15] 赵跃堂,罗中兴,李振慧,储 程. 深埋地下结构静动力耦合响应分析的边界条件设置方法[J]. , 2013, 34(5): 1495-1500.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!