IADI法在砂井排水固结计算中的应用
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摘要
用砂井排水法加固软土地基在岩土工程中已被较广泛地采用,其基本理论是由Barron RA(1948)所提出的三维轴对称固结方程。对底部为透水边界的砂井排水问题,在柱坐标系下给出了砂井排水加固地基的定解问题。通过矩形网格剖分,根据达西定律、固结理论、水均衡关系得出该定解问题的基本差分方程。用IADI(交替方向隐式差分法和迭代法的综合)法求解:列运算时,在Z方向上取隐式差分,得出方程,行运算时,对r方向取隐式差分,得出三对角线方程组,可以用Thomas算法快速求解。应用:首先根据所处理软土地基的初、边值条件,采用不同的砂井等效圆柱体半径rek(K=1,2…n),用IADI法计算出土层的平均超孔隙水压力,继而计算出其相应的固结所需时间。将计算所得的砂井影响半径rek和固结所需时间tk绘制于平面坐标系中的rektk关系曲线。据此曲线,当固结时间限定时,就可确定砂井等效圆柱体半径re值,再按公式d=2re/105(对三角形排列的砂井)或d=2re/1128(对正方形排列的砂井)来确定砂井的排列间距d。反之,当排水井间距已知,可预测固结时间。(张礼中)

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