4　考虑下沉挤土效应的筒式基础稳定性计算

4.1　筒体下沉超静孔隙水压力

筒体下沉挤土，使土体产生变形，同时引起土体内孔隙水压力变化，根据Skempton孔压公式[21]得

式中　Δu——超孔隙水压力；

A、B——孔隙水压力系数，对于饱和软黏土，B=1。

将式（4a）、式（4b）代入上式[对于内侧筒壁，采用式（13b）、式（13c）]，可得筒体附近弹性、塑性区域范围内土体超孔隙水压力：

式中　Δue、Δup——土体弹性区域、塑性区域内超静孔隙水压力。

根据文献[20]，筒体底部采用球形扩张模式，筒体底部弹塑性区域内的超静孔隙水压力分别为

4.2　固结后土体孔隙比的变化

筒体下沉完，筒体周围土体超静孔隙水压力消散du，相应有效应力增加dσz，土体体积变化[22]：

由上式可得超静孔隙水压力消散完之后，土体孔隙比变化[23]：

4.3　固结后土体强度指标的变化

土体超静孔隙水压力消散完之后，土体发生再固结，同时土体强度指标发生变化。文献[24，25]通过试验表明，饱和软黏土的黏聚力、内摩擦角随含水率变化降低而近似线性增长，而含水率与孔隙比有以下关系：

式中　ρw、ρs——水、土颗粒密度。

含水率与孔隙比之间是线性关系，因此，土体强度指标c、φ与孔隙比之间也呈反比关系：

式中　cq、φq——固结完以后土体黏聚力与内摩擦角；

ηc、ηφ与ac、aφ——试验常数。

当e=e0时，c'=c、φ'=φ。

下沉以后，筒体附近土体发生不同程度的挤土效应，随着远离筒壁，挤土效应逐渐减弱。因此，在土体超静孔隙水压力完全消散以后，各处土体的强度指标变化并不一样。为了便于计算分析，取一等效孔隙比进行分析，及在挤土效应影响范围内，将土体孔隙比取一均值：

土体相应等效强度指标为

土体固结完成后，单位体积内土体的等效重度为

对于筒内、外单位面积上土体与筒壁之间的摩擦力f可以通过摩擦试验确定，即选用实际条件下的土体、筒壁混凝土材料做摩擦试验，土体上施加于实际条件下相同的围压，法向压力，然后测得土体与混凝土板之间的摩擦力。然后，根据计算所得挤土效应下筒壁土压力，进而计算单位面积的摩擦力f。

4.4　筒体稳定性计算

由式（25）～式（38）可计算由土体再固结后的黏聚力、内摩擦角及容重，将新的参数代入式（18）～式（24）可计算考虑挤土效应影响的沉入式筒式基础稳定性。