液压强夯法补强黄土路基压实质量控制方法

为提出一种黄土路基施工时不同深度处压实质量实时监测方法,依托黄延(黄陵—延安)高速公路扩能工程,首先引入液压加力系数,建立液压强夯法的夯击模型,进行液压强夯法补强黄土路基的室内足尺模型试验研究。考虑液压夯实机的夯锤落距和夯击次数对路基压实度的影响,通过在夯锤顶面中心处布置加速度传感器并在补强结束后分层开挖路基,获取夯锤单击峰值加速度和路基的分层沉降量,分析不同工况下夯锤峰值加速度与表层土体沉降量之间的关系,以土体分层沉降量达到表层土体沉降量5%处的路基深度为研究对象,通过线性内插法和回归分析法,分析不同工况下液压强夯法补强黄土路基的有效加固深度,确定路基分层压实度与夯锤峰值加速度的关系式。研究结果表明:夯锤峰值加速度与表层土体沉降量均随夯击次数和夯锤落距的增加而增加,在夯击次数达到6击和7击以上时,其增长趋势都显著放缓,从定性上说明夯锤峰值加速度可以实时反映路基的压实质量;液压夯实机有效加固深度受夯锤落距的影响较夯击次数大,当夯击次数达到12击时,对应夯锤落距为2.2、1.6、0.7 m的有效加固深度分别为1.49、1.18、1.10 m;考虑有效加固深度范围,定量说明不同工况下夯锤峰值加速度与路基分层压实度间存在二次函数关系,将路基分层压实度按填筑深度加权平均得到了路基的平均压实度。     

抛石基床承载力及夯击密实特性

抛石基床因其承载力高、地基变形小,在港口、码头等工程领域得到越来越广泛应用。通过室内试验结合离散元数值模拟方法对抛石基床承载力进行分析,在此基础上针对不同质量重锤夯击特性进行研究,结果表明:随着抛石基床深度的增加,所监测到的抛石基床夯击应力逐渐减小; 16. 2 t重锤在抛石基床底部夯击应力大于6. 5 t重锤夯击时在抛石基床0. 5 m深度处的夯击应力,通过增大重锤的质量增加抛石基床分层厚度的思路可行。所得研究结果可为工程实际施工提供借鉴。     

挤密桩夯填过程的塑性分析

挤密桩夯填过程中,土体的塑性变形分析多采用Mohr-Coulomb强度准则,未考虑中间主应力的影响。为了全面考虑土体的三向应力状态,采用统一强度理论和厚壁圆筒理论,对挤密桩夯填施工阶段的受力状态进行了分析,得出了土体夯填塑性影响比例半径计算公式的统一解,散体模型和理想弹塑性模型公式为其特例。该公式适用于不同土体材料夯实塑性影响区的计算,可以用于分析夯实土体所需能量,从而确定重锤的质量、落距以及夯击次数。     

强夯作用下边坡动力响应模型试验和数值模拟

针对坡顶强夯动力作用下边坡地基加固机理问题,开展了室内模型试验和数值模拟研究。在试验中控制锤重和落距,分组测试在强夯过程中天然边坡的变形特性和动力响应特性,结合夯击塑性区概念解释强夯过程中的加速度变化机理,并结合数值模拟对试验结果进行进一步讨论。结果表明：夯击落点中心形成椭圆形有效加固区域,夯击对土体振动的有效影响半径小于3倍锤径;夯沉量与加速度值在最初3次夯击后趋于稳定;在相同强夯能级下,锤重对夯击点夯沉量的影响较落距更为显著,即“重锤低落”优于“轻锤高落”;坡顶夯击主要影响坡顶安全性,造成坡顶和坡中的水平位移显著增加,对坡脚影响较小。研究成果可为边坡地基加固方案设计及施工工艺控制提供参考依据。     

红砂岩土体加固的室内单点冲击试验分析

为了研究不同土层厚度的红砂岩土在不同夯击次数下的冲击荷载作用效应,利用相同单击夯击能,通过改变土层厚度和夯击次数对赣南地区红砂岩土进行室内单点冲击试验。通过预埋带编号的小钢珠测试土体的竖向和水平位移,采用自制小环刀取土测试不同位置土体的密度,总结了不同方案下红砂岩土的冲击荷载作用效应。试验结果表明,土体的累计沉降量与累计夯击能基本符合y=Ax/(1+Bx)的关系;土层厚度直接影响土体的最终沉降量,土层厚度越大,土体的最终沉降量也越大;对红砂岩土的冲击加固效果,坑内土体好于坑周土体;夯击能在土中的传播存在一定的影响深度,且土层厚度不同影响深度也不同。由此可知,土层厚度和夯击次数影响红砂岩土的冲击加固效果,其本质原因是两者影响冲击能量在土中的传递。     

土石混合料填方地基高效夯实技术研究

依托云贵互联通道±500 kV禄劝换流站工程,以理论计算和现场试验为主要手段,研究了以强夯结合冲击碾压为核心的高效夯实技术.研究结果表明,针对土石混合料填方地基,在强夯扰动层深度范围内,25 kJ冲击碾压(试验A区),2 000 kN·m满夯(试验B区)后平均超重型动探击数提高值均为2击左右,即两者加固强夯扰动层的效果基本相当;25 kJ冲击碾压的施工效率则是2 000 kN·m满夯的5倍.表明冲击碾压具有代替满夯的技术可行性.     

软地基施工技术

由北京昆仑波森特岩土工程有限公司开发的国家专利技术“夯实扩底钢筋混凝土载体桩施工技术”被建设部列为科技成果重点推广项目。夯实扩底钢筋混凝土载体桩施工技术,系针对软弱地基和松散填土地基的特点,研究开发的一种地基加固技术,桩身为钢筋混凝土结构,承载体是充分利用天然地表硬层和浅部较好土层,避软就硬,以碎砖石、混凝土块等为填充料,在持力层内夯扩加固挤密形成的挤密实体。该桩利用重锤对桩身下的土体进行填料夯击,在一定范围内使其得到较大程度的挤密,以提高桩端土的承载能力,变不均匀土层为均匀土层,减少土体变形,从而大幅度地提高地基承载力。该技术具有单柱竖向承载力高、施工工艺简单、施工质量易控制、施工中无污染、垃圾再利用等特点,适用范围广泛,尤其是浅部具有较好土层、表层杂填土较厚时,其优势更为明显。     

强夯振动对复合地基水平冲击作用的模型试验研究

基于曹妃甸工业区的强夯工程实例,利用模型试验台,分别对9 375.00,4 687.50,2 343.75,1 000.00kN·m等4种夯击能及不同的夯击距离作用下强夯振动对CFG桩复合地基的水平冲击作用进行检测,揭示了在强夯振动作用下桩身水平应力分布规律及群桩受力特性,研究了夯击能和夯击距离的影响效果.     

基于击实成型与振动成型的固化粉煤灰强度试验研究

我国公路部门或铁路部门室内常用的确定路基填料及路面基层材料的最佳含水量及最大干密度的方法是重型击实法,相应测定其技术指标的试件成型方式是静压法。重型击实方法是在室内通过施加冲击荷载对被压材料进行压实,静压法成型试件的方法与静力压路机滚压机理相同[1～4]。但对于台背与沟槽管线处路基回填场合,受施工条件限制,大型压实机械无法进入回填区域以及压实死角部位,填土压实质量很难保证,只能采用小型夯实机具进行夯击压实[5～7]。因此对应以上两种现场施工工艺,室内试验也应采用击实和振动两种试件成型方法。     

高能级强夯黄土地基振动衰减规律模型试验研究

为研究高能级强夯黄土地基的振动传播衰减规律,基于室内模型试验,通过布设竖直向、水平向及对角向三条测线,分别研究了夯击次数、含水率、夯击能、落距和锤径等参数变化对高能级强夯黄土地基的振动影响,并结合甘肃庆阳黄土高能级强夯加固项目现场振动测试结果,对比验证了室内模型的可靠性。研究结果表明：对于黄土地区,当达到一定夯击次数时,继续增加夯击次数无法进一步提升强夯加固效果,可根据所测得的振动加速度最大值判断最小振动安全距离,在计算振动安全距离时只需采用地表上的振动加速度;地基土含水率的改变对振动加速度的影响较小,当含水率为最佳含水率时,振动加速度峰值较其它含水率地基略高,衰减幅度略大,加固范围略广;能级的改变对振动加速度的变化影响较大,能级越大,振动越强烈,影响范围越广;“轻锤高落”与“重锤低落”产生的振动衰减速率相近,但“重锤低落”加固深度更深,影响范围更广,实际工程应优选“重锤低落”;相较于小锤径夯锤,采用大锤径夯锤的加固深度稍浅,地表振动影响范围更广,实际工程应优选小锤径夯锤;模型试验与现场监测数据拟合的振动加速度衰减曲线可较好的衔接,证明了室内试验结果的可靠性。     

基于瑞雷波法的土石混合料强夯加固深度试验研究

为了分析能级和夯击次数对土体有效加固深度的影响,依托西部某土石混合料高填方路堤强夯加固工程,结合强夯法在某高填方路堤回填加固中的应用,借助瑞雷波法测定夯实深度,进行了颗粒级配、颗粒密度、标准击实等土工试验,分析了填料的工程性质。结果表明:4 000,5 000和6 000 kN·m三种强夯标准处理所获得的竖向有效加固深度分别为8,9和10 m,最佳夯击次数分别为11,8和6次,土体浅层2 m以内因受夯击能量过大而振松,密实度反而降低,研究成果为优化土石混合料高填方路堤的强夯设计提供了参考依据。     

强夯法加固地基处理在皖南山区（泥质砂岩填土）的应用

强夯法是利用夯击能,使地基土得到夯实挤密,从而改善性能,提高承载力和压缩模量。皖南山区泥质砂岩填土采用强夯法地基加固,是一种提高地基承载力明显,经济而又科学的地基处理方法。     

强夯法处理湿陷性黄土路基施工研究

文章对采用强夯法处理永咸高速公路湿陷性黄土路基过程中,有关单点夯能和有效加固深度、最佳夯击能和夯击次数、夯击遍数和时间间隔、夯点距及点布置等强夯参数进行了实验研究,并对实际施工进行了总结。     

利用室内击实试验浅析冲击能的传递规律

本文利用实验室击实仪,分别采用不同的冲击能对单位土体进行击实试验,并分别测试单位土体被冲击后的密度、干密度以及夯沉量,从而得到冲击能的竖向一维传递规律,即不同冲击能下的密度、干密度以及夯沉量的变化规律,进而反映出了强夯过程中能量在土体中的竖向传播规律。     

强夯法在处理湿陷性黄土中的研究

从工程应用出发,阐述了强夯法在处理湿陷性黄土地基的加固机理以及强夯技术在处理黄土地基中的有效加固深度、夯击能等的确定,并对夯点的布置、夯击遍数和间歇时间和夯击加载机具的选择进行了介绍.     

冲击荷载作用下地基土变形及动力特性

为研究冲击荷载作用下地基土变形及动力特性,在ABAQUS框架内,采用Mohr-Coulomb模型、刚体冲击荷载、非线性大变形有限元算法及ALE(arbitrary lagrangian eulerian)自适应技术,计算了变形、应力和加速度。计算与现场试验结果基本一致,验证了模型的合理性。以该模型为基础,研究了不同能级、不同冲击次数、不同土体弹模对地基土体变形、应力、速度及加速度的影响。结果表明:夯沉量、隆起高度与夯击能呈线性关系,夯沉量和弹性模量近似呈线性关系;冲击荷载作用下土体呈弹塑性变形→弹性变形逐渐恢复→仅剩塑性沉降变形;冲击能量沿40°～45°向下传递且不断衰减,在施工过程宜合理确定夯间距,分遍错位夯实,确保土体得以有效处理;竖向应力时程曲线呈近似三角形形状,仅出现一次峰值应力。     

基于耗散理论的强夯地基处理夯沉量计算分析

强夯作用下土体的变形是一种耗散结构,强夯过程中土体向稳定状态进化的宏观表现为夯沉量的变化。以强夯边界问题解答为基础,计算出夯击效能(W)及夯击效能系数( ),对于同种土体, 只与夯击因素 有关。并结合耗散理论分析不同夯击能和土体密度组合下夯沉量随夯击次数的变化规律,研究表明：随夯击次数的增加夯沉量和夯击效能系数均趋于某一稳定值;在相同单击夯击能下,夯前土体的初始密度对前几次夯击时夯击效能有影响,对后续的夯击效能的影响较小;在相同土体密度下,不同的夯击能对应不同的稳定态,夯击能越高稳定态越高,夯点的累计夯沉量越大。     

重夯法处理Ⅱ级非自重湿陷性黄土的应用

阐述了重夯的作用机理,并结合山西省山阴至平鲁(晋蒙界)高速公路第二合同段(Ⅱ级非自重湿陷性黄土填方路段),通过现场选点试夯采集数据,分析了夯沉量和重夯前后压实度的检测结果,表明对于Ⅱ级非自重湿陷性黄土地基采用重夯法进行加固处理时,最佳的夯击次数是5次,其有效的夯实深度在4m,在该有效的深度范围内压实度均提高到92%以上,地基强度得到了提高,对于防止工后沉降有显著的效果.     

强夯-降水联合加固法在吹填土区的工程应用

鉴于吹填土具有含水量高、地下水埋藏浅、表层承载力低等特点,工程建设中采用强夯-降水联合加固法对其进行地基加固处理.针对以粉砂、粉土为主(土层含大量粘粒)的吹填土,采用明沟排水+强夯方案进行地基处理,施工过程中通过低能量预夯、推土机碾压等辅助方式配合降水,加快降水周期;针对以粘性土(土层含大量砂、粉粒)为主的吹填土,采用真空降水+强夯方案进行地基处理,通过真空降水,合理控制施工参数,减小土体饱和度,有效拓展了强夯法的适用范围.此外,强夯-降水联合加固法在夯击过程中应遵循"少击多次、先少后多"的工艺,使夯击能与超静孔隙水压的消散速率相匹配.     

大面积回填深厚粘土强夯试夯分析

为掌握深厚粘土强夯施工参数是否合理、可行,依据不同的回填深度,选用不同强夯试夯参数,对试夯后回填土性状进行了测试和分析。工程场地由一定膨胀性的粉质粘土和粘土回填形成,最大深度达8 m以上,设计采用强夯法处理。从试夯结果分析可知,处理6~8 m回填深度区域,夯击能3 000 kN·m、间距6 m的夯击参数在处理效果上优于夯击能2 000 kN·m、间距5 m的夯击参数。深厚回填粘土的强夯处理参数选取上优先考虑处理深度,通过调整夯点间距、夯击点数达到施工各项参数的最优组合。实践证明,开展试夯工作在强夯设计与施工过程中尤为重要。