高能强夯下地基土体的变形特性

为了掌握高能级强夯作用下土体的变形特性,在LS-DYNA的框架内,采用非线性大变形显示有限元算法和“帽子”本构模型,计算了强夯作用下地基土体的变形。首先,根据现场施工的实际情况建立了有限元基本模型,并与实际的监测数据进行比较,其计算结果与测试结果基本一致,该模型能较好地反映出土体的隆起和侧向位移特点。其次,以该基本模型和夯坑的变形为考察对象进行参数分析,研究了不同能级、同能级不同动量以及夯锤与地基土间的水平摩擦力对土体变形的影响。结果表明,高能级强夯作用下夯锤与地基土间的水平力是不可忽略;夯锤与地基土之间的摩擦力,对夯坑侧向的土体位移和地表的隆起有明显的影响     

强夯动力性能的显式非线性数值分析

充分考虑碰撞中出现的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性,利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯对地基土的冲击碰撞过程,得到了夯锤与土体之间的撞击力时间历程、土体位移、应力的时间历程,并得到了落距、夯锤重量、夯锤底面积与强夯加固深度之间的相互关系,分析结果表明：土体位移滞后于土体应力,再现了夯锤与土体碰撞的整个过程,反映了强夯过程中的一般现象和基本规律。     

夯击方式对强夯加固效果的影响

工程实践表明,“重锤低落距”和“轻锤高落距”的作用效果有较大差别。在考虑材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合特性的基础上,利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯夯锤对地基土的冲击碰撞过程,得到了土体的运动轨迹、夯锤与土体之间的最大撞击力、撞击持续时间、夯沉等结果,分析了不同夯击方式下的能量利用效率及土的物理力学指标对夯击方式的敏感性,结果表明“重锤低落距“优于”轻锤高落距”这一结论是有条件的。     

强夯法施工参数的分析研究

由强夯法加固机理出发,通过土体孔隙比、在粉土中夯点的布置形式、以及在湿陷性黄土中锤重、落距几方面的选择来探讨强夯法处理地基的效果,给出了在粉土及湿陷性黄土质中选用强夯参数时的几点建议：1.可用极限孔隙比作为夯击效果检测的标准.当极限孔隙比与夯击后土体的孔隙比接近,说明土体已被充分夯实.2.在小面积加固时,夯点采用三角形布置会取得更好的夯击效果,若加固面积较大时,在两种布置形式都能满足工程要求时,建议作经济分析后决定采用何种布置形式.3.在选择强夯法时,优先选用重锤低落距加固地基土.     

福州长乐机场浅层地基强夯施工

这是一篇关于福州长乐机场用强夯加固浅层地基土的工程实录。文中详尽地介绍了强夯施工的设计工作，包括夯点布置及夯击流水，机具选用，夯锤及夯击能量的确定，以及在强夯时的地基土中孔隙压力和土体变形等的监测等。     

基于强夯应力波传播模型的夯击参数研究

夯击参数比选是决定强夯地基处理经济性与加固效果的关键环节,当前主要依靠试夯结果确定停夯标准及参数调整。对此,建立了非辐射平面发射型一维强夯应力波传播模型,推导了单次夯击作用下波阵面应力沿土体深度的分布,揭示了地基压密变形、剪切波横向扩散和土体阻尼特性3种独立因素耗能作用的机制,基于应力衰减规律探讨了加固深度分层标准、应力波传播与能量耗散过程。结果表明：当静接地压力由40.8 kPa增至122.3 kPa时,地基加固深度显著增加,同等静接地压力下提高落距和增大夯锤半径对地基加固效果提升有限;采用偏重锤低落特征的夯击参数组合对应力波向土体深层传播更为有利;随着土体深度增加,应力波时程依次呈现冲击加固、振动密实与弹性振动特征,冲击加固区深度可参照5%体应变等值线包络地基范围估计;依据任意拉格朗日-欧拉法仿真结果对单次强夯理论解进行修正,得出了连续夯击地基加固深度计算流程;通过对比现场检测结果可优化夯击参数,提高施工效率及经济性。     

土-石混合填土强夯动应力的简化与修正算法

强夯法是一种加固某些土体的施工操作较为简单的方法,合理分析其夯击作用在土体中产生的动应力是工程实践中的关键环节之一。针对成都平原地区的典型土-石混合填土,通过现场夯击试验,测得了在4 000 k N·m的夯击能作用下土体中不同深度处的竖向夯击动应力,鉴于既有算法与试验值的差异,从两个方面确定了适于土-石混合填土夯击动应力的简单计算方法。一方面针对较为复杂的既有理论公式问题,采用敏感性分析与回归分析法,建立了以夯锤质量、夯锤落距、夯锤半径、土体密度、土体动力剪切模量、土体泊松比、土体阻尼比、夯锤入土的速度损失率等8个参数表征夯击点冲击应力的线性回归方程;另一方面采用竖向动应力传递指数对理想弹性静力学理论公式进行修正,得到了基于拟静力法的土体中夯击动应力计算表达式,进而可分析确定强夯有效加固深度。试验结果显示,土-石混合填土的竖向动应力传递指数约为1.673 57,土-石混合填土地层的强夯有效加固深度约为8.0 m。     

离石地区湿陷性黄土地基强夯参数的试验研究

针对离石地区超高填方下深厚湿陷性黄土地基强夯加固参数及效果开展了系列试验研究,分析了强夯前、后各试验区平均夯沉量和土体主要物理力学指标的变化规律,并给出2 000、3 000、6 000 kN•m 能级条件下强夯加固的夯点中心距、最佳击数、停夯标准及有效加固深度等主要参数,在此基础上确定了强夯有效加固深度的估算方法。试验结果表明,离石地区深厚湿陷性黄土地基强夯处理后加固效果显著,有效加固深度范围内黄土湿陷性基本消除;离石或类似地区湿陷性黄土地基采用2 000 kN•m及其以上能级进行强夯处理后,地基承载力特征值均可达到300 kPa以上,土体变形模量大于25 MPa,强夯有效加固深度可采用修正Menard公式进行估算,修正系数可取0.35～0.37;2 000、3 000、6 000 kN•m 能级强夯最佳击数分别为11、10、10击,有效加固深度分别为5、6、9 m,夯点中心距分别为4、4、5 m,且分别可将点夯最后两击的平均夯沉量不大于5、5、10 cm作为停夯标准。试验研究成果可为同类工程的设计与施工提供参考。     

基于体应变的强夯加固范围研究

通过数值模拟分析地基的强夯加固效果,把夯后地基土的体应变与工程要求的干密度联系起来,用控制体应变作为评价加固范围的标准。通过对数值模拟及试验数据的分析发现,夯击冲量越大,加固效果越好。相同夯击能可以产生不同加固效果的规律,得出了用夯击冲量替代夯击能作为施工参数的控制标准更为合理的结论。改进了夯锤尺寸影响强夯加固效果的研究方法,分析时固定夯锤厚度比固定夯锤质量更具归一性。研究表明,在土性参数相同的条件下,夯击沉降量仅与单位面积夯击冲量有关,而加固深度不仅与单位面积夯击冲量有关,还与夯锤半径有关。在以控制体应变作为加固范围的评价标准、研究各参数影响规律的基础上,采用量纲分析法得到了加固范围的计算公式,并与工程实例进行对比分析,得到了强夯作用下土的干密度分布特征。所得结论对类似工程具有一定的参考价值。     

强夯置换软土中碎石墩形成过程的试验研究

强夯置换工程要求保证夯沉量、置换墩长度等设计指标,通常通过试夯确定必要夯击次数。研究置换墩形成机制,确定夯锤能量释放时间、填料运动规律、锤底动压力等因素,对优化强夯置换工艺有重要作用。目前有关置换墩形成机制的研究较少,往往套用强夯工程的基本参数或机制来解决。针对这一问题设计了一种模型试验方法,研究强夯冲击下填料、软土与夯锤之间的相互作用过程。试验研究表明：每次夯击中夯锤的运动加速度曲线可以分为4个阶段,分别代表了夯锤作用下土体-填料的不同运动过程;通过分析夯锤的动态力-位移曲线,阐述各阶段随夯击和填料次数变化而发生的变化及原因;随填料次数的增加,在相同夯击能下,每次夯击中夯锤的能量释放时间减小,峰值动态力增加,这反映了随着夯击次数增加,软土基础中碎石墩逐渐形成的过程。     

不同夯点布置形式下群夯加固效果研究

强夯作为一种高效的地基加固技术已被广泛地应用于各类工程建设中,针对强夯的理论研究主要集中于单点夯作用下的土体响应方面,对群夯作用下相邻夯点的相互作用研究较少。为研究不同夯点布置形式对强夯加固效果的影响,在LS-DYNA的框架内,采用非线性大变形显式有限元算法和“帽子”本构模型计算了强夯作用下土体的压密程度。首先,基于单点夯试验,通过夯周土体侧向位移的数值计算结果与实测数据的对比,验证了模型的合理性。在该基础上对菱形、正方形两种常见夯点布置形式下的强夯施工过程进行了数值模拟,研究不同夯点布置形式对强夯过程中土体压密程度的影响。结果表明,夯点间土体同时受相邻夯点的影响,临近后期夯点的一侧土体的加固效果要优于临近先期夯点的一侧;夯点按菱形布置（等边三角形）时土体的加固效果要优于夯点按正方形布置（等腰直角三角形）。此外,夯坑深度、有效加固深度可以将强夯影响深度以内的土体划分为土体剪胀区、强加固区和轻微扰动区三部分。     

低能级强夯在安哥拉Quelo砂中的应用

针对安哥拉具浸水软化和湿陷的Quelo砂,采取不同夯击能（1 000、2 000 kN·m）和不同工况（天然、最优含水率）4种组合方案进行强夯加固对比试验,分析了强夯前、后各试验场地Quelo砂干密度、孔隙比、重型动力触探击数以及湿陷系数等指标的变化规律,提出了Quelo砂地基土在不同工况下的强夯影响深度、有效加固深度建议值和修正系数a。试验结果表明,在增湿的条件下较低能级强夯时Quelo砂的物理力学指标虽然能够显著提高,但湿陷性消除不明显,夯击能足够高时湿陷性才能够进一步被消除,增湿条件下消除Quelo砂湿陷性的强夯施工存在一个夯击能阀值。     

重锤夯实抛石基床的有效加固深度试验研究

重锤夯实法是抛石基床夯实施工中的一种传统方法,然而由于其夯击能量小,基床分层厚度小,导致施工效率低下。为此,提出对传统重锤夯实工艺进行改进,即采用超重锤以及较大的基床分层厚度的施工工艺。首先设计了超重夯锤,并通过现场的夯击瞬时应力对比测试试验以及室内模型试验,证明了新工艺的可行性。在此基础上,将重锤夯实基床分层厚度从传统的每层2 m提高至4 m。厦门港嵩屿港区抛石基床的夯实施工结果表明,改进后的重锤夯实工艺效果较好,平均夯沉率达到了14.85%,而且施工效率显著提高,为类似工程提供了借鉴。     

强夯块石墩复合地基承载力的确定

利用中国建筑科学院地基所对矿石桩进行的模型试验结果,分析了散体桩（墩）发生剪切破坏、刺入破坏和鼓胀破坏的不同条件,得出强夯块石墩复合地基最有可能的破坏形式为剪切破坏。在此基础上,提出了强夯块石墩单墩承载力计算模型,推导出了强夯块石墩单墩和强夯块石墩复合地基承载力的计算公式,并通过计算值与现场荷载试验结果的对比,验证了模型分析结果的正确性,从而为强夯块石墩复合地基承载力的确定提供了理论上合理、实践中     

影响强夯地面振动衰减的因素分析

夯击能量和地基土体特性是影响强夯地面振动衰减的两个重要因素。观测和分析表明 ,夯击能量越大 ,地面振动衰减越快。在较小的夯检距上 ,强夯地面振动的强度对夯击能量的变化相对较敏感 ,表现为在近距离上地面振动强度随夯击能量增加的速率较大。地面振动随距离的负指数幂衰减公式中当量系数 k值的大小与强夯夯击能和场地介质条件有关 ;而衰减指数 β值的大小主要与场地介质条件有关。这些规律对于强夯振动效应的评价和岩土体动力学特性的研究具有重要意义     

夯击能应用于高填土地基的一些探讨

大量工程实践表明 ,对填土及软土地基进行夯击加固时 ,夯击能的选取不仅与填土层的厚度有关 ,而且与填土层下覆土质的工程地质条件等因素密切相关。本文结合南方某港口填土地基加固工程实例 ,对在高填土地层中夯击能的使用问题进行了探讨 ,分析了当填土层的下卧层分别为坚硬土层和软弱土层、以及当填土层的填料分别为粗颗粒料和含水量较高的粘性土等细粒填料时 ,填土层加固的机理 ,制定了在不同条件下选取夯击能的标准 ,并根据现场检测资料 ,评价了该场地的地基加固效果 ,进一步验证了所确定夯击能标准的可靠性。     

旧路改建高速公路中地基强夯效应测试与工艺参数分析

旧路改建高速公路遇到的最主要的问题是地基的不均匀沉降。数值分析表明,对新的天然地基进行处理是解决这一问题的关键。强夯是加固地基的一种有效措施,为了对强夯工艺参数进行优化研究,对夯锤冲击地面过程中产生的动孔隙水压力、动土应力以及夯后超静孔隙水压力的消散过程进行了跟踪测试与分析。结果表明,对以风化料为主的地基,最大夯击数不宜超过4击,而且铺底夯完成2d后就可进行满夯。     

回填块石土强夯施工工艺的确定及设计优化

以华能莱芜电厂百万机组“上大压小”扩建工程填方区回填块石土强夯地基处理试夯试验为例,比对2个试夯分区采用不同施工工艺施工的质量差别及处理效果,据此查明强夯法的施工质量,确定强夯有效加固深度、土的密实度、变形参数和地基承载力等。根据场地夯填厚度,选取合适的虚填厚度及相应的施工工艺,确定最终施工方案,进一步提高强夯地基处理效果,为最终确定大面积施工所采用的施工工艺提供依据。     

强夯引起的振动规律及环境效应分析

强夯法是地基处理的一种常用方法,而强夯施工振动往往是制约强夯法应用的关键。综合国内外的研究成果,重点分析强夯引起的振动规律及振动对环境的影响,并结合某沿海地基处理中的强夯振动工程实例,根据实测结果,分析振动速度随距离的衰减规律及强夯安全距离的确定。     

Effect of tamping interval on consolidation of dredged slurry using vacuum preloading combined with dynamic consolidation

The effect of combining vacuum preloading and low-energy dynamic consolidation is predominantly controlled by the tamping interval time. It is, therefore, imperative to identify a suitable parameter and optimise the tamping interval time. In this study, the effect of the tamping interval time on the consolidation of slurries was investigated by conducting laboratory model tests. Consequently, various tamping interval times were obtained by controlling the dissipation of pore water pressure at different levels of 20%, 40%, 60%, 80%, and 100% to determine the optimal interval time. In terms of surface settlement variation, dissipation of pore water pressure, and distributions of the water content and shear strength variation profile, it was shown that a rubber soil state was reached at a dissipation rate of 20% pore water pressure. When the tamping interval time was set to a dissipation rate of 80% pore water pressure, the consolidation effect was optimal.