1.3 分层法的特点
分层法是一种计算成层地基固结度的简易且实用的方法,它有别于其他计算成层地基固结度的方法。分层法不需要将成层地基转化为单层地基后计算固结度,也不需要将砂井转化为砂墙或延伸至下卧层为虚拟砂井,更不需要建立新的微分方程,避免采用高深复杂的数学方法,只需用一般的数学方法运算,利用电子表格就可完成成层地基固结度的计算。在计算中按压缩层中各土层的自然层位划分为若干个分层,再逐层用计算固结度的普遍表达式,并辅以分层法的特有系数和方法就可算得各分层的平均固结度和压缩层总平均固结度。也可按需要算得任意的地层或合层的平均固结度,例如竖井层或井下层等。经实际工程应用,分层法具有令人满意的计算精度,能满足设计要求。分层法弥补了现行规范尚无计算成层地基固结度的内容。其特点为:
1)概念清晰明了,方法简易。运用现成的理论与公式,利用Excel电子表格,只用指数函数和四则运算就能得到具有足够精度的解答,大大地简化了计算过程。
2)无论是竖井层还是井下层,都按自然层位分层,各分层均为匀质地基。每一层都可以用现成的固结度公式计算其分层固结度,使非均质地基课题转化为均质地基课题。
3)分层法定义各分层的排水距离均为分层底至整层顶。在排水距离路径内的各分层均参与渗流运动,从本层出发,经渗流运动至相邻的上层底面进入上一分层,以此类推,最终渗流运动至竖井层顶面排出。等效的竖向固结系数称为“全路径竖向固结系数”,以1/h2加权平均,计算方便,并具有足够的精度。
4)排水竖井对井下层的土中水渗流运动起到重要的作用。在计算井下层各分层的全路径竖向固结系数时,必须计入竖井的作用。分层法提出了复合竖向固结系数的新概念。
5)分层法不仅可计算整层的总平均固结度,还可计算各分层的平均固结度,又可计算任意数个相邻分层组合层的平均固结度,例如竖井层或井下层等。
6)采用应力折减系数对算得的分层固结度初值予以折减,可以有效消除误差。
7)只需调整某些竖井设计参数的值就能获得一个个新方案的固结度,便于进行多方案比较。