湿陷性黄土在强夯作用下的非完全弹性碰撞与冲击应力解析

在考虑夯锤自重的基础上,结合动力基础半空间理论,并基于夯锤与土体的非完全弹性碰撞,导出了强夯夯锤位移、速度、加速度和锤底冲击应力时程关系等一系列解析式。同时利用工程实测数据,对湿陷性黄土地基上夯锤与土体的共同作用进行了研究。研究表明,恢复系数影响夯锤的冲击速度,冲击速度显著影响强夯的冲击应力。     

强夯特性的动力有限元分析

0引言强夯是一种深层地基加固方法,在国内外已经得到了广泛的应用。由于强夯是夯锤对土体的高能量瞬态冲击作用,其夯击特性还不甚明了。目前,强夯法仍停留在经验设计阶段[1]。数值方法是对强夯特性进行研究的有效手段,但要建立严格的强夯模型并进行理论计算分析十分困难,特别在边界接触应力的确定上是个难点,而应力边界条件将直接影响强夯计算的结果。根据现场以及试验的结果可以发现,强夯的接触应力为一尖峰,没有明显的第二应力波,因此,一般将强夯的瞬态荷载简化成三角形或正弦形[2]。笔者认为,强夯虽然是夯锤对土体的冲击,但本质上是夯锤与土体的共同作用。因此,把夯锤与土体作为一个整体来研究是合理的,而事先对接触应力进     

复杂环境高填方场地强夯施工控制技术

针对强夯处理复杂环境高填方场地对周边建筑和道路管线的危害,进行了不同夯击能冲击作用下地面振动和土体冲击应力现场试验,获得了不同夯击能作用下地面振动分布规律和土体水平冲击力分布规律,提出了适合场地工程条件的强夯施工工艺、方法和安全控制距离。     

强夯作用下接触应力与土体竖向位移计算

针对钱家欢加卸载弹性模型中强夯冲击应力在加荷阶段应力偏大,卸荷阶段应力函数形式复杂的不足,对应力峰值进行修正和对应力函数进行改进,即将复杂的分段函数形式转化为标准的正弦函数形式。而且,根据动力分析中应力边界与速度边界之间的关系,将应力边界时程转化为速度边界时程,并将正弦荷载函数引入,推导出一种计算土体竖向位移的简化计算方法。工程实例表明,该法形式简单、使用方便,计算结果很接近实测位移。更多还原     

天津滨海新区典型软土地基强夯法有限元分析

针对中国天津滨海新区典型软土地基强夯法适用效果进行了有限元分析。采用有限元计算分析软件ABAQUS的显式分析模块,建立夯锤对土体冲击作用分析模型,计算分析获得冲击过程地基表面的接触力时程,将其作为强夯数值模拟的荷载输入模型,运用有限差分软件FLAC 3D对天津滨海新区典型软土地基土体进行了单点多次夯击分析。结果表明:随着夯击次数的增加,单点夯击沉降量不断减小而累计夯击沉降量逐渐增大,8次夯击后累计夯击沉降量趋于一个稳定值;强夯作用后土体的孔隙水压和土体竖向应力呈半球状分布,在埋深方向上先增大后减小,在埋深5 m处孔隙水压和竖向应力已很小,单点多次夯击最有效影响埋深大致在5 m范围内;该研究结论对相关的强夯工程具有一定的参考价值。     

强夯法填土地基处理有限元模拟研究

以某工程为例,采用大变形通用有限元程序LS-DYNA,对强夯法在该地基处理中的应用进行了数值模拟计算分析。模拟计算结果表明,随着夯击数的增加,土体等效应变逐渐从表层土体向地基深层和四周扩散,土体沉降逐渐增大;在经过4次夯击后,土体沉降可达到夯坑深度为2 m的收锤标准;同时,土体的沉降量呈现出非线性增长趋势,沉降增幅逐渐降低;强夯应力波大致呈现圆弧形在土体中迅速向外扩散传播,应力强度衰减极快,与强夯加固的范围相关;最终对强夯设计方案进行一定修正。     

强夯技术在大面积软基处理中的应用

前言强夯是一种地基加固处理技术,强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的一项技术,它是用很大的冲击能,使土体出现冲击波和很大的应力,致使孔隙被压缩,土体局部液化,夯实点周围产生裂隙,形成良好排水通道,土体迅速固结,最大加固深度可达11～12m或更大。强夯具有节能环保、施工周期短、效果显著、适用范围广,为经济建设发挥了重大作用。     

强夯作用下土体加固效果研究

强夯法具有操作简单、施工周期短、工艺简单等特点，已在国内外得到广泛应用。为进一步研究强夯法加固地基土效果，利用有限元软件模拟强夯施工过程，考虑夯锤及地基土弹塑性本构关系，分析了在不同的夯击能下，土体的竖向位移、动应力、速度、土体塑性区域变化规律。得出如下结论：(1)在冲击荷载下，土体发生弹塑性变形，土体塑性变形主要从夯锤向下呈一定角度扩散，呈苹果形分布，随着夯击时间增加，塑性变形区域也在逐渐增大；(2)土体竖向位移及动应力随深度逐渐衰减且在空间上呈椭圆形分布；(3)随着夯击能增加，土体加固效果也越好。     

斜坡式水工护岸强夯效果分析

通过重型动力触探试验,对斜坡式水工护岸进行强夯效果检测,测定了水工护岸土体不同深度的锤击数,得到了土体的密实度,初步对土体进行了力学分层,并分析了潮位对强夯效果的影响,探讨了在高潮位时强夯在土体中的影响深度,以供参考.     

强夯法施工锤重参数的合理选用

针对如何选择强夯处理工程地基中的有关施工参数,对常规方法确定参数进行了全面分析,并通过对下落锤体对地基土体的冲击理论分析,提出了在同一单击能量情况下,重锤低落距处理地基优于轻锤高落距的结论,该结论对强夯法加固基础工程具有一定的实际意义。     

粉质粘土路基冲击压实动力响应数值模拟研究

依托实际工程,应用有限差分软件FLAC 3D分层建立高速公路粉质粘土路段路基模型;通过在路基模型顶面施加1次动力荷载和施加不同次数动力荷载,对路基模型的动力响应进行数值模拟分析,研究了冲击作用下动应力、竖向位移沿深度和径向距离的变化规律。结果表明:冲击轮冲击路基表面破坏土体结构,从而使路基土体密实,冲击碾压加固路基效果显著;土体中加固区近似为椭球体,其剖面为椭圆形;土体中动应力、竖向位移沿径向的衰减速度大于竖向的衰减速度,径向的影响宽度小于竖向影响深度;当冲击压路机保持正常的工作速度12 km·h^-1,路基填筑高度为1 m时,冲击碾压次数宜在20次左右。     

预压理论在强夯处理山区高填方地基中的应用

该文将堆载预压加固非饱和土理论运用到强夯处理山区高填方地基中,提出上部强夯有效加固土层对下部弹性区域土层的预压作用,通过工程实践证明该理论在一定条件下能有效提高强夯法的可加固深度,从而扩大强夯法在山区高填方地基处理中的应用范围。     

冲击压实旧混凝土路面路基的力学行为研究

结合新型冲击压实技术在旧水泥混凝土路面修复工程中的应用,采用三维有限元方法研究了冲击压实过程中旧路面结构及土基的受力、变形特征。分析了冲击压实荷载位于路面板不同位置时对板体破裂及土基受压效果的影响,探讨了冲击压实荷载在板下路基中的传递规律及作用深度等问题。研究结果对于冲击压实旧水泥混凝土路面机理分析及现场施工具有一定的参考价值。     

强夯加固地面振动响应分析与工程实践

在强夯施工过程中 ,地面振动对周围环境的影响已是一个不容忽视的问题。借用弹性半空间理论中刚性基础瞬态振动的位移解 ,提出了估算强夯地面振动竖向速度峰值的半经验公式。工程实例的实测数据验证了半经验公式的可靠性 ,可为强夯振动环境效应评价提供有益的参考。     

土层夯实过程模型和极限孔隙比：强夯加固机理探讨之四

提出一个强夯中土体被夯实的全过程模型，讨论了两个极限孔隙比问题。指出未饱水土强夯夯实的极限孔隙比受制于土的初始含水量W0，并与比重Gs和界限饱和度Sf有关。大体为e＝W0·Gs／Sf。饱水土夯实的极限孔隙比e受制于该土层排水固结最终可能的密实状态，对于亲水性不很强透水性不很小的土，此孔隙比e可以粗略预估而得。     

高速公路液化土与软土交互地基强夯法处理研究

针对某高速公路中液化土与软土交互层特殊地基进行强夯法试验研究 ,提出了拟静力法确定强夯加固深度的公式 ,与Menard公式对比分析表明本文提出的强夯有效加固深度的公式具有鲜明的土力学基础 ,理论计算结果与实际检测的结果相吻合。同时建议用低夯能加固液化土与软土交互地基的设想     

高能级强夯室内模型试验研究

基于相似理论,自行设计了室内模型试验装置,利用该装置对3000kN.m8、000kN.m和10000kN.m能级强夯开展了室内模型试验研究。研究结果表明：强夯的动应力在锤底有变化,夯锤两侧的动应力几乎为零。随着夯击次数的增加,在锤底浅层土体形成应力集中层,在该集中层上,动应力的增幅较为明显;动应力随着深度的增加而衰减,...     

砂性土宏细观强夯加固机制的试验研究

 通过自行设计的可视室内强夯模型试验仪,借助于图像跟踪拍摄和数字处理技术,对夯击作用下砂性土密实的宏细观机制进行试验研究,得到不同夯击次数下砂土位移等值线图和动接触应力时程曲线等宏观力学响应;分析夯击后砂土颗粒的定向性和平均配位数等细观特征变化。试验结果表明,砂性土强夯加固的单遍最佳夯击次数宜为8击左右,其加固机制宏观上表现为地面变形不断发展,细观上是一个颗粒从无序排列到定向排列、颗粒与颗粒之间接触数不断增加的过程。研究结果对强夯法的设计与施工具有一定指导意义,也为研究冲击荷载作用下土体宏细观力学响应特性提供一条新的思路。     

瑞利波检测技术在地基强夯加固中的应用

利用瑞利波检测技术,对厦门某海域吹填砂强夯加固地基进行了强夯前后的现场测试,并与动力触探试验成果进行了对比。结果表明:瑞利测试得到的是场地分层剪切波速,土层介质力学参数多与剪切波速有关;瑞利波波速与地基承载力有一定的相关性,可大致估算强夯地基的承载力;地基强夯前后的试验结果与动力触探成果相符,说明瑞利波可以有效地应用于地基强夯效果的检测中;对瑞利波检测技术在地基强夯加固效果评价中的应用提出了合理化建议。     

冲击压实旧水泥混凝土路面路基的有限元分析

针对冲击压实技术在旧水泥混凝土路面修复工程中的应用，采用有限元方法研究冲击压实过程中旧水泥混凝土路面结构及路基的变形及应力分布特征。研究结果可为冲击压实机理的分析及指导现场施工提供理论依据。