基于承压-潜水耦合运动的坡地地下室底板抗浮水头计算方法

坡地地下室底板抗浮失效问题时有发生,并以强降雨条件为甚。然而,针对其抗浮水头方面的研究还鲜有报道,已有设计规范也没有可供参考的规定。对坡地透水层承压、潜水运动机理进行分析,提出承压-潜水耦合模型,基于达西定律和Dupuit假定,采用改进阻力系数法考虑底板、侧墙水头损失,建立抗浮水头理论公式。以底板坡度、坡顶侧和坡底侧水位为参数,设计50个算例,采用Geostudio-Seep/W软件建立渗流有限元模型,将有限元分析与理论计算结果进行比较,分析坡底、坡顶水位及底板坡度对抗浮水头的影响,并采用工程实例对计算方法进行验证。结果表明:承压、潜水与底板三者交界位置的水头随底板坡度增加而减少,随坡顶水位、底板坡度和坡顶底水位差的增加而增加;坡顶水位对底板抗浮水头的影响随坡底水位增加而降低,反之亦然;抗浮水头理论计算值与有限元分析结果的偏差在2.65%以内,且理论计算结果与工程实例相符,理论公式能反映坡地地下室底板下部的渗流特性。