竖井排水固结法是处理软弱地基的有效方法之一。竖井施工过程中对周围土体产生一定的挤压,造成土体强度损失,地基承载力下降,对地基的稳定和沉降影响较大。本文在理论分析竖井施工扰动效应的基础上,采用概率分析的手段,对由扰动效应引起的不确定性或离散性较大的参数,分析其变异性对固结可靠性的影响,对于饱和软黏土地基处理的设计和施工具有一定的指导意义。本文针对竖井地基的施工扰动效应及固结可靠性做了如下一些工作: 首先,考虑土体自重应力对竖井扰动范围的影响,对Vesic圆柱形孔扩张弹塑性理论解进行了修正,采用Mohr-Coulomb屈服准则,得到了弹塑性交界处土体位移、塑性区半径以及最终挤土应力等理论计算公式,修正以后的结果能更好地符合竖井施工的实际情况。在理论分析塑性区范围的基础上,结合工程实例探讨了竖井施工扰动区与塑性区之间的关系。 其次,针对扰动效应引起的不确定性或离散性较大的参数,采用统计矩方法分析了参数的变异性对竖井地基固结度的影响。在Rosenbluth两点概率估计方法的基础上,进一步研究了更为精确的多点概率估计法在竖井地基固结概率分析中的应用。对于参数为非正态分布的情况,采用Rosenblatt转换,提高了分析的精度。本文同时考虑了参数分布形式未知的情况,提出可采用三阶矩标准化方法进行固结概率分析。 再次,在对竖井地基进行固结概率分析的基础上,进一步分析了竖井地基的固结可靠性,建立了竖井地基固结概率极限方程,以及采用统计矩方法计算固结可靠度的一般步骤。 最后,根据乐清市旭阳路软基处理工程的实测资料,对影响竖井地基固结度的参数进行了分析,并采用统计矩方法计算了竖井地基在某一时刻达到目标固结度的可靠度、对应于目标可信度的固结时间预测,以及在目标概率水平下不同时刻竖井地基的沉降可信区间。对可靠度的计算结果采用蒙特卡罗方法进行了比较验证。实例分析表明,采用多点概率估计的统计矩法是一种简便而不失精度的可靠度计算和概率分析的方法,适合工程实际应用。