3.4 沉井刃腳下的應(yīng)力分布
    沉井刃腳下沉?xí)r，其周圍土的受力情況較為復(fù)雜，通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)分析相結(jié)合的方法，分析如下［6］：
    （1）若在刃腳尖端作用下，土受垂直集中力P作用，可求得在集中力作用下的半平面體的應(yīng)力。以集中力P的作用點(diǎn)為極坐標(biāo)原點(diǎn)（圖4），應(yīng)力與P，r，θ有關(guān)，通過推導(dǎo)得：
    σr=2p/（πr）cosθ
    由τγθ=0，σγ=σ1，σθ=σ3=0，按有關(guān)公式可求任意方向應(yīng)力，因此，X，Z方向的應(yīng)力：
    σz=2p/πcos3θ/r
    σx=2p/πsin2θcosθ/r
    τzx=2p/πsinθcos2θ/r （10）
    因θ是無因次量，故應(yīng)力分量σγ是1/γ的函數(shù)，又是θ的函數(shù)。r越大，應(yīng)力σγ越小。集中力P作用線上應(yīng)力，向兩側(cè)逐漸減小。
    垂直線上的應(yīng)力隨深度變化，愈深愈小，因而在垂直與水平方向上，土體受力被壓縮。
    （2）在刃腳下沉過程中，周圍的土中應(yīng)力變化，可按三角形荷載作用下半面體的應(yīng)力計(jì)算：
    根據(jù)公式可得出不同深度Z/b與不同位置X/b，在三角形荷載下的應(yīng)力σZ/P值。
    3.5 壓密殼與土壓力
    沉井下沉，井筒最前端的刃腳對(duì)其周圍土層施力，在力的作用下，土被擠壓和壓縮，土中應(yīng)力應(yīng)變發(fā)生改變。土中發(fā)生動(dòng)水過程，水分被擠出，孔隙減少，土被壓實(shí)和移動(dòng)變形（彈性變形并伴隨永久變形），若達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度，土產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，若強(qiáng)度破壞點(diǎn)越來越多，則形成滑動(dòng)面，使壓實(shí)土體滑動(dòng)分離，逐漸形成“壓密體”和“壓密殼”體。
    刃腳垂直剖面為三角形，一般刃腳高3-8 m，夾角30°左右。刃腳與井壁相連，井壁外側(cè)向內(nèi)收縮0.3 m左右，形成一臺(tái)階空間，因而使井壁與土層“壓密殼”間形成一空間，壓密殼環(huán)繞井壁而立。因此，在一般正常下沉情況下，井壁是不會(huì)與土層發(fā)生接觸和摩擦的。
    通過上述分析知道：沉井在正常下沉過程中，將不會(huì)受到地壓（主動(dòng)土壓力）的作用（除了產(chǎn)生涌砂，突水，壁外充填被破壞；或沉井偏斜過大等不正常情況外）；而只是在刃腳部份受到被動(dòng)土壓力的作用。