高能级强夯加固机理的数值模拟

通过有限差分法,在不同土性参数、锤重、落距、底面半径等情况下进行能级为10 000 kN.m的强夯数值模拟,分析地基土土性参数、夯锤底面积、锤重等对加固效果的影响,对高能级强夯进行系统全面的加固机理研究。得出:以首击夯沉量为指标,土体参数对强夯加固效果的影响顺序为φ,ρ,ν,Es,c;在能级为10 000 kN.m时,随着夯击次数的增加,单击夯沉量逐渐减小;在能级一定的条件下,夯锤半径越小,单击和累计夯沉量越大;在第1击作用下,锤重越重,单击夯沉量越大,随着夯击次数的增加,不同锤重单击夯沉量的差别越来越小,而累计夯沉量之间的差别越来越大。     

强夯消除粉细砂液化与强夯挤淤

珠海及深圳国际机场均位于海滨，所处地基土分别为饱和粉细砂和流塑状海相淤泥，均尾软土地基，强夯法可消除粉细砂液化并提高其密度，其主要结构措施有：（１）设置工作垫层；（２）控制地下水位，另外还注意夯沉量、夯击能量、夯击次数及落距等的确定，强夯挤淤法用球以塑状淤泥土的封闭式换填地基处理，可使淤泥中的填料平台挤开淤泥，整体下沉，与底部持力土层相接，提高地基的承载力。     

14000ｋＮ·ｍ高能级强夯置换振动效应研究

为研究高能级强夯置换施工产生的振动效应，基于山西某油库搬迁工程，通过对现场14000ｋＮ·ｍ高能级强夯置换试验地基处理过程中所产生的地面振动监测数据进行频域分析及规律拟合，给出了14000ｋＮ·ｍ高能级强夯置换前后三向地表振动速度衰减规律、地表振动加速度及夯沉量随夯击次数的变化规律，并结合现行规范就场地东侧现存的临近铁路悬臂式路肩挡土墙进行了振动安全评估，最终确定最小安全距离为23．66ｍ，强夯置换施工对其无影响。研究成果可为类似条件下高能级强夯置换的设计与施工提供参考。     

强夯置换法在市政道路软弱地基处理中的应用研究

路基作为道路的主体和路面的基础,承受着岩土自重及交通荷载的反复作用,其施工质量尤为重要,尤其是针对软弱地基部位更应采取加固措施。结合工程实例,介绍了采用强夯置换法加固软弱地基的现场试验,对实测夯沉量、夯击次数、填料量等试验结果进行了分析;同时,运用动力触探测试及室内土工试脸等手段对夯后地基的加固效果进行了检测分析。试验及检测结果表明:针对深厚杂填土软弱地基,应用强夯置换法处理技术可以大幅度提高地基承载力,具有较好的加固效果。     

炉渣粉煤灰回填地基的强夯设计参数研究

针对人工回填料——高炉渣粉煤灰,研究其各主要施工参数对强夯效果的影响,为强夯施工参数设计提供了更加科学的参考标准,实现方案的合理性和成本的经济性。以高炉渣粉煤灰回填地基为研究对象,对强夯法加固地基的设计参数进行了数值模拟。依托包头钢铁集团新体系高炉矿渣地基处理项目,在FLAC~(3D)软件的基础上,选定夯击能、夯击次数,夯锤直径、夯点间距作为强夯施工研究参数,通过控制单一变量对不同施工参数下的强夯法加固地基的位移和应力变化进行探究。分析得出了夯击参数对强夯加固的影响规律,并对加固效果进行了详细的评价。结果表明:选取的夯击能越大,夯锤中心的土体产生的竖向位移越大;随着夯击次数的增加,土体的影响深度逐渐增大,当超过最佳夯击次数后,就显得毫无意义;夯锤直径越大,作用面积越大,土体变形范围越大。因此,合理的选取强夯间距可以增强地基的整体强夯效果。     

低能量强夯法在围区回填地基处理中的应用

介绍用于提高地基土承载力的地基处理方法——传统强夯法及低能量强夯法。说明低能量强夯法与传统强夯工艺的不同,前者不是一次夯到位,而是通过“先轻夯、后重夯”多遍夯击,并逐遍加大夯击能来完成,是一个逐步加强、加深、逐层加固的过程,直到达到工艺设计要求。指出：采用低能量强夯法可以有效地避免传统强夯法施工在软基处理中形成的“橡皮土”,确保加固质量,具有施工期短、工后沉降小、几个月基本稳定、造价低等特点;低能量强夯法适合在滩涂围垦工程围区开发回填中用于淤泥软土地基的加固,尤其适合用于围区道路回填工程的地基加固,突破了传统强夯击不适应软土地基处理的局限,具有更广阔的应用前景。     

房渣土地基强夯加固三维数值模拟研究

为反映强夯加固作用下房渣土地基应力应变变化特点,在北京永定河园博园湿地强夯现场试验和实测资料的基础上,结合工程及加固区域地层环境特点,对房渣土强夯动力响应进行数值模拟研究,探讨房渣土地基相关物理量的响应规律,并与实际测量结果进行对比验证。研究结果表明:相对横向应力,竖向应力的最大值更大,并且竖向应力的分布区域主要集中在夯锤下方的土体中,而横向应力则更接近土体表面。动力数值模拟中夯坑的沉降量随夯击次数变化的曲线大致呈现负幂函数形式,第七击的单击沉降量小于0.1 m,总夯沉量1.23 m,曲线末端趋于水平,估计极限夯沉量在1.2～1.4 m之间。强夯过程的数值模拟结果和实际监测结果比较接近。模拟分析得出的位移与应力变化规律对于强夯加固回填土地基工作具有重要的参考意义。     

15000kN·m超高能级强夯法处理湿陷性黄土的应用研究

湿陷性黄土地区重大工程项目建设中,对地基处理深度及防渗有较高要求时,超高能级强夯在消除深厚地基湿陷性,增强地基抗渗透能力方面有着非常好的性价比。在中石油庆阳石化公司搬迁改造项目中,我国首次在湿陷性黄土地区引进了15 000 kN.m超高能级强夯。本文介绍了超高能级强夯处理中的强夯参数、施工要求,并通过夯前夯后室内试验,现场静载试验、静探试验的对比,取得了良好的效果,以期为超高能级强夯在黄土地区推广提供经验和为地基处理规范中强夯部分的修订提供参考。     

片石强夯在生米大桥地基处理中的应用

强夯法是地基处理方法之一，通过夯击能量使土体结构破坏，孔隙压缩，土体局部液化，通过裂缝排出孔隙水和气体，地基土在新的状况下固结，从而提高承载能力。片石强夯属于强夯置换法，通过夯击片石，使片石置入土体，从而提高地基承载力。     

强夯技术在湿陷性黄土渠道基础处理中的应用

为了探究不同夯击参数下湿陷性粉土的加固效果,文章以江西省赣南地区某水库输水湿陷性渠道基础处理为例,采用六种不同施工夯击参数,对该湿陷性地基的击实加固效果进行了试验研究。研究结果显示:选择YTQH350型号进行夯击,夯击间隔距离为7 m×7 m,开展点夯两遍与满夯一遍,两遍点夯夯击能为4 000 kN·m,一遍满夯夯击能为2 000 kN·m时,夯击区域在含水率、干密度、湿陷性系数以及地基承载力等各项物理力学指标综合表现最好,夯击压实效果最佳,达到安全可行、经济可靠的工程目的。     

夯锤形状对强夯加固效果的影响

为了研究夯锤形状对强夯加固桥台背路基效果的影响,利用相似原理建立模型桥台和路基,并在桥台和夯锤上分别布设加速度计,采用平底锤和圆底锤,得到不同试验方案下加速度随桥台高度和夯击次数的变化规律,桥台的振动情况和台后填土的夯实效果。试验结果表明:夯锤越重,对桥台的振动影响越大,且夯沉量随夯击次数的增加而增大,合适的锤重和夯击次数可有效控制对桥台的动力影响;球底锤比平底锤对桥台的振动影响小,且采用球底锤比平底锤夯沉量明显的大,有利于增大夯实效果。     

强夯技术在湿陷性渠道基础处理中的应用研究

为了探究不同夯击参数下湿陷性粉土的加固效果,以新疆北山坡干渠湿陷性渠道基础处理为例,采用六种不同施工夯击参数,对该湿陷性地基的击实加固效果进行了试验研究。研究结果表明:采用YTQH350夯击型号,夯击间距7×7m,进行点夯2遍和满夯1遍,夯击能分别为4 000k N·m和2 000 k N·m时,夯击区域在含水率、干密度、湿陷性系数以及地基承载力等各项物理力学指标综合表现最好,夯击压实效果最佳,达到了安全可行经济可靠的工程目的。     

增湿强夯技术在湿陷性黄土地基中的应用探讨

在概述湿陷性黄土性能缺陷的基础上,以某拟建场地工程为例,进行了该场地湿陷性黄土路基注水增湿+高能级强夯施工过程的分析与探讨。结果表明,湿陷性黄土在浸水后会迅速发生湿陷变形,而注水增湿强夯技术通过对湿陷性黄土土体注水,使其实际含水量达到最佳含水量后再进行高能级强夯施工,工艺简单,加固速度快,夯实效果好,造价低廉。注水增湿+高能级强夯施工技术为西北地区湿陷性黄土路基的加固处理提供了可行方案。     

水库工程坝基强夯振动监测与分析

在某公益性水库工程坝基强夯施工过程中,通过试验对比确定了夯击次数、夯击振动能量的均一性,以及减震沟对振动能量的衰减作用;监测夯击产生的地面振动,给出地表振动峰值速度与夯击距离的关系,依据国家标准评价了振动对周围地表构筑物产生结构性破坏的影响距离,分析了振动能量衰减规律与减震沟的隔振效果,提出了强夯施工的安全距离与建议。     

强夯法在麦德龙厦门商场地基处理中的应用

麦德龙厦门商场工程位于福建省厦门市湖里区翔鹭3号地块,拟强夯加固面积约30 000 m2,地基强夯处理后保证承载力达到150 kPa以上.强夯施工前应进行强夯试验,经分析比较,确定试夯场地设在商场右侧中游坡脚处,面积20 m×20 m.通过试夯确定包括锤重、落距、夯击点布置及间距、夯击击数、夯击遍数、两遍间歇时间、夯击能、加固范围及深度等技术参数.然后按正常施工工艺施工.强夯后对商场地基强夯加固效果进行检验,主要是采用轻型、重型动力触探及标贯试验,共布置测点24个,其中重探、标贯试验各6个,轻探12个.在夯后土性能指标中,干密度比夯前明显增大,自然孔隙比显著减小,压缩模量Es值明显增大,各项指标达到了设计要求,效果明显.     

软黏土路基现场强夯置换试验分析

为确定软黏土路基强夯施工参数,本文依托实际工程,对某公路软黏土地基进行强夯试验分析,并采用路基加固检测方法对强夯前后效果进行了评价。研究结果表明:本工程拟定的强夯施工参数为单夯能量第一遍为800 k N·m、第二遍为1 400 k N·m,夯击次数第一遍为夯击5次,第二遍为夯击6次。拟定的各夯实参数最终的夯实结果满足设计要求,能对本工程7 m深度的软黏土进行有效夯实。研究结果可为类似软黏土强夯置换工程提供借鉴和指导。     

近饱和细粒土强夯单击瞬时地面变形估算

把强夯单击瞬时变形简化为侧限变形,运用Boyle定律分析孔隙气体的体积变化,根据有效加固深度、影响深度与夯沉量的关系确定孔隙气压力随深度的衰减系数,建立夯沉量计算模型,并用工程实例验证了该模型的可靠性。采用提出的单击夯沉量计算模型,分析了夯前土体饱和度、孔隙比、夯击能对强夯加固位移模式和夯击效率的影响。采用最大孔隙比变化量和附加孔隙气压力随深度的衰减系数β描述强夯加固位移模式,结果表明:系数β与孔隙比无关,只与饱和度和夯击能有关;随着夯击能的增大,夯击效率降低。设夯击效率与夯击能曲线的最大曲率所对应的夯击能为最优夯击能,求出最优夯击能与饱和度、孔隙比的关系,结果表明:随着饱和度的增大最优夯击能减小,随着孔隙比的增大最优夯击能增大。     

吹填地基强夯效果检测与工程实践

强夯法加固地基具有质量可靠、造价低、进度快等特点.采用静力触探、标准贯入、浅层平板载荷试验相结合的方法,对冀东油田南堡一号人工岛试夯区两种不同夯击能吹填地基强夯效果进行了检测.结果表明:地基承载力特征值满足设计要求.     

预成孔置换强夯法在软土地基中的试验研究

强夯置换法是一种软土地基处理方法,存在置换墩不着底、工后沉降大、施工效率低等缺点。针对强夯置换法的上述缺点,提出了一种新型软土地基处理方法——预成孔置换强夯法。该方法通过将高能级强夯法与预先成孔填料相结合,达到提高地基承载力、减小工后沉降的目的。通过开展试验区(24 m×24 m)试验,在夯后进行平板载荷试验、重型动力触探试验及充水预压试验,验证了该方法的可行性,并最终将该技术成功应用于整个软土地基场地。试验结果表明:夯后动力触探击数提高了260%以上,复合地基承载力达到280 kPa,储罐基础沉降最大值、相邻测点沉降差均远小于规范要求。该方法的成功应用对于今后类似地基的处理具有一定的参考意义。     

基于三维土动力数值模拟的强夯法施工参数估算

为了估算强夯法地基处理施工中的主要施工参数(有效加固深度和有效加固水平半径),利用LS-DYNA建立三维有限元模型进行数值计算。通过对单点夯击的动力学过程进行数值模拟,得出了一次夯击后夯击塑性区分布半径和深度,这与施工试夯试验确定的有效加固深度和有效加固水平半径基本一致。数值模拟结果和现场试夯试验结果对比表明：基于LS-DYNA的土动力数值模拟与现场试夯试验相结合,可较好地估算有效加固深度和水平加固半径,并可作为强夯施工参数估算的一种有效手段。