考虑潜水面的基坑二维稳态渗流场解析解

对考虑潜水面悬挂式止水帷幕支护下的基坑二维稳态渗流场进行了解析研究，并给出一种求解潜水面的解析方法。根据对称性取基坑半截面，并根据边界的连续条件将其分为3个规则区域，使用分离变量法分别将3个区域的水头分布表示为级数解的形式，结合区域之间的连续性条件及级数正交条件得到各区域渗流场的显式解，根据潜水面所满足的总水头等于位置水头的条件确定潜水面。将解析解方法计算结果与室内试验、有限元分析结果进行比对分析，结果验证了解析解的正确性，解析方法相较于有限元数值方法具有更高效的计算效率。对潜水面位置进行参数分析，发现止水帷幕插入深度、基坑宽度及深度对潜水面位置有不可忽视的影响。随着过水断面厚度的增加，潜水面位置逐渐降低，不考虑极端状态的情况下可认为帷幕底部至不透水层顶面的距离与潜水面在止水帷幕上的位置呈线性关系；随着基坑尺寸的增加，潜水面位置呈下降趋势，基坑内侧半宽度对潜水面的影响明显小于帷幕底部至不透水层顶面的距离，且随着基坑内侧半宽度的增加影响越来越小；潜水面位置随着基坑深度的增大而降低，基坑深度对潜水面位置的影响相对较大。