强夯参数对夯击效果影响的室内模型试验研究

为了研究强夯法的加固机理和强夯过程中土体的变形规律,专门设计了半模试验箱和用于测试动应力的微型土压力盒,采用半圆形夯锤,进行强夯法加固粉土地基室内模型试验.分析夯击次数、落距、能级和锤径等参数变化时,土体内部动应力和位移的变化规律,研究各种参数变化对强夯加固效果的影响.试验结果表明:在能级一定时,单击夯沉量和影响深度随着夯击次数的增加而逐渐减小,累积夯沉量和影响深度随着夯击次数的增加而逐渐增加;在不同能级作用下,随着落距的增大,影响深度总体是在不断地减小;夯坑深度和影响深度都随着能级的增加而逐渐增大,影响深度与夯坑深度比值介于3～4之间;影响深度随着锤径的增大而减小,影响宽度则随着锤径的减小而有所增大.     

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。     

Model Test Study on Impact Parameters'Influence on Tamping Effect

为了研究强夯法的加固机理和强夯过程中土体的变形规律,专门设计了半模试验箱和用于测试动应力的微型土压力盒,采用半圆形夯锤,进行强夯法加固粉土地基室内模型试验.分析夯击次数、落距、能级和锤径等参数变化时,土体内部动应力和位移的变化规律,研究各种参数变化对强夯加固效果的影响.试验结果表明:在能级一定时,单击夯沉量和影响深度随着夯击次数的增加而逐渐减小,累积夯沉量和影响深度随着夯击次数的增加而逐渐增加;在不同能级作用下,随着落距的增大,影响深度总体是在不断地减小;夯坑深度和影响深度都随着能级的增加而逐渐增大,影响深度与夯坑深度比值介于3～4之间;影响深度随着锤径的增大而减小,影响宽度则随着锤径的减小而有所增大.     

粗颗粒土室内冲击加固效果研究

本文在不同的约束条件下,利用实验室电动击实仪对红砂岩粗粒土进行室内重型击实试验,记录了不同冲击能作用下试验土体的干密度、冲沉量等的变化规律;分析了它们之间的关系曲线及公式;得到了粗粒土在不同冲击能作用下的能量吸收传播规律。研究成果可为强夯过程中冲击能在粗颗粒土体中的吸收传播提供一定的参考。     

高能级强夯加固粗颗粒碎石回填地基现场试验

利用能级为15 000kN.m的高能级强夯加固粗颗粒碎石回填地基,测试夯击过程中夯坑及其周边土体的沉降变形,并对强夯后的地基加固效果进行检测与评价.可发现,第1、2和3遍夯击时的平均夯坑深度分别达到4.38,3.71和1.93m,夯击过程中地表土体都发生沉降变形,并未发生隆起;利用多道瞬态面波法评价该场地强夯加固深度至少达到16.5m,并且在整个加固深度范围内,未出现软弱层,夯后地基承载力远高于设计要求值.最后,提出了利用Menard公式评价高能级强夯处理粗颗粒碎石回填地基有效加固深度时n值的范围,为同类场地条件下高能级强夯工程的设计、施工与检测提供了参考.     

真空动力固结饱和软土地基室内模型试验

为研究土层沉降变化和孔隙水压力长消对真空动力固结软土加固效果的影响,设计了真空动力固结室内模型试验装置并进行了针对具体工程项目的试验模拟。通过夯击能变化调节,对真空动力固结处理土层的沉降变化规律和孔隙水压力长消规律进行了分析。试验研究结果表明:夯坑夯沉量和土层表面沉降与夯击击数及夯击能呈正比例变化,但应合理控制夯击击数;多遍真空主动降水和夯击反复作用导致土层竖向压缩量的增长速度呈递减趋势,分层土体的孔隙水压力增幅差异明显,且浅层土体孔压增幅大于深层土体孔压增幅,夯击引起的超孔隙水压力逐渐减小;真空动力固结有效加固深度修正系数αd围绕3.0浮动,且随着夯击能的增加,该系数呈现增大趋势。     

强夯法地基加固机理分析与应用

通过对强夯法加固机理的分析,得出了非饱和粗颗粒土与饱和细颗粒土的不同加固机理.还就强夯应用中几个重要施工参数如单击能、最佳夯击能、夯点间距和时间间隔等的计算方法进行了讨论,并给出了相应的选取原则和公式等.     

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。     

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。     

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。     

强夯法处治新疆盐渍软弱土的机理及应用研究

新疆地区存在的盐渍软弱土采用强夯法处理存在地基液化、土层结构破坏和表层盐分聚集等问题。以新疆开都河某公路工程为例,进行了单点夯、强夯面回铺砾石土和降水井结合回铺砾石土强夯三种方案;并且通过对夯沉量、孔隙水压力和夯后弯沉等参数的分析研究提出合适的强夯方式。试验表明采用降水井结合回铺砾石土强夯;且用两遍点夯和一遍满夯的方式可有效地消除由地下水位高引起的强夯地基液化和夯后结构破坏引起的沉降不均匀现象;此强夯工艺简单,质量易于控制,能给新疆其他盐渍软弱土的地基处理工程提供参考。     

某机场强夯工程试验研究

结合国内某机场地基强夯处理工程，试验研究了强夯处理饱和粉土、粉质粘土地基，并通过静力解探、标贯和载荷板等原位测试对不同施工参数下的强夯夯后地基进行了评价。最后综合试验结果，确定了处理本机场地基的单击夯能、布点方式和夯间间隔等强夯施工参数。     

基于浸水载荷试验的粗粒填土地基工程特性研究

以贵州省凯里市某建筑场地的大区域粗粒填土地基土为例,对填土的物源组成、粒度级配、最大干密度、最优含水率、压实度、密实度等物理力学指标进行了室内实验和原位测试研究的基础上,选择3个代表性试验点开展了初始浸水压力为200 k Pa的浸水载荷试验研究。研究发现粗粒填土地基浸水载荷试验的荷载与沉降关系曲线表现出四个不同变形特征的变形阶段,即细颗粒压缩变形阶段、细颗粒软化蠕变变形阶段、粗颗粒压缩变形阶段和粗颗粒剪切滑移变形阶段。结合填土地基的粒度组成和结构特征,分析了各变形阶段对应的内在变形机理。研究认为,揭示粗粒填土地基的变形机理对建筑物地基采用变形控制设计具有重要的指导意义,有利于克服填土地基上因填土不均匀性造成建筑物不均匀沉降的传统难题。     

全球导航卫星系统-动态后处理技术在强夯夯沉量监测中的应用

强夯法因其经济便捷、效果显著等优点,已成为目前应用最广泛的地基处理方法.目前,中国强夯施工信息化水平较低,夯沉量的监测普遍采用人工测量,测量设备信息化程度低且精度差,难以实现对强夯数据的精准控制与信息化管理.针对目前夯沉量测量存在的痛点问题以及信息化监测的工程需求,提出基于全球导航卫星系统-动态后处理(global navigation satellite system-post processed kinematic,GNSS-PPK)的夯沉量监测技术,采用远程无线电(long range radio,LoRa)建立实时数据通信链路,事后进行高精度PPK解算的技术手段,实现对夯沉量的动态监测.遵循低功耗高精度的设计原则进行了夯沉量监测系统的软硬件设计.依照强夯施工的监测需求进行试验验证,实验结果表明:系统能够在强夯高冲击环境下实现厘米级测量,低功耗设计满足在线长期监测,为强夯施工摆脱人工测量实现信息化监测提供了新思路.     

冰水堆积土路用压实特性研究

目的研究冰水堆积土的路用压实性能,为同类工程提供参考。方法进行了路基填筑现场试验,采用压实质量检测法检测压实效果,并使用沉降差法验证检测效果。结果研究结果表明：冰水堆积土宜选用光滑振动压实机械碾压,适当降低碾压速度,可提高压实效果,冰水堆积土上铺设砂卵石粗粒料后碾压,可以提高冰水堆积土的压实性能。结论可以通过选用合适的压实机械与碾压速度来优化冰水堆积土填料路基设计及施工参数。     

粗粒土压实特性与高填体沉降规律研究

为研究某中西部地区机场粗粒土的压实特性及其高填体的沉降规律,开展了粗粒土的颗粒分析、重型击实、最大干密度、压缩模量试验,测试和验证了粗粒土的不均匀系数、击实参数等,发现了压实度与压缩模量的良好相关性,建立了此粗粒土压缩模量的预估方程。采用室内试验数据建立了高填体的有限元模型,与实测沉降数据进行对比,分析了多种压实度、填筑高度下高填体的沉降。结果表明,填筑体的沉降与填筑高度为指数幂关系,填筑高度越高,土体压实度对沉降的影响越显著。基于有限元模型的沉降数据,明确了压实度-填筑高度-填筑体沉降的关系,建立了高填体沉降的多元回归方程,为高填方工程现场提供了快捷的沉降计算方法。     

红砂岩土在四点冲击荷载下的冲击试验分析

为研究四点冲击荷载作用下红砂岩土的加固作用效应,改装手动击实仪,拆卸冲击锤固定装置,使冲击锤落距可以自主选择,对红砂岩土进行击实试验。根据试验得出的四点冲击荷载下4个冲击点所围成的正方形土柱的密度和抗剪强度的变化趋势,以及3个土层平均密度的变化,探索红砂岩土中能量的传递规律。结果表明:密度沿深度先变大后变小,距离夯点越近密度越大;抗剪强度随落距增长而增长,使其增长的主要原因是黏聚力;总冲击能持续增大到一定程度时,土体在上、下层面的平均密度的值存在一个转折点,3层土体的平均密度的变化最终将趋于一条直线。     

多通道负压排水动力夯实技术试验

应用多通道组合低位负压动力夯实法对南通滨海园区通州湾科教城场地进行加固地基研究,分析水位、表面沉降、土体深层水平位移、孔隙水压力、真空度的变化过程和特性,对处理后地基土的物理性质、强度和承载力进行了检测和评价。结果表明,持续降雨下场地内水位可快速降至3 m以下,非密封条件下抽真空在7 m深度内形成负压,强夯引起的超静孔压可在2~3 d内快速消散;夯实以沉降压缩为主,侧向位移小,土体物理力学性质明显改善,有效影响深度达到6.5 m,地基承载力特征值达到80 k Pa;多通道负压排水动力夯实技术能够增强降排水和超静孔压连续快速消散能力,对地下水丰富、降雨充沛区域的适应性强。     

既有铁路开行大轴重列车路基的动力稳定性

为研究既有铁路开行大轴重列车路基的变形和强度稳定性,选取既有线典型路基土,借助动三轴仪,试验研究了重载下路基土的累积塑性应变和临界动应力,建立了路基土累积应变的预估公式;在此基础上,通过动力有限元分析得到了重载下路基的动应力,并基于分层总和法的思想计算了路基的动力附加变形.研究表明,当路基压实系数低、饱和度高时,路基动力附加变形随列车轴重增加迅速增大,且轴重超过27 t,增大速率明显加快,但当路基压实系数大于一定条件,轴重增加对路基附加变形的影响较小;重载下路基动力附加变形的影响深度主要在2.5 m内,且显著影响深度约为1.0 m;重载下路基未发生动强度破坏情况下也会产生不能接受的永久变形.可通过提高路基压实系数(或强度)显著减少重载下路基的附加变形量和变形达到稳定的时间.     

粘性炭素糊料的冲击压实试验研究

糊料扎固是铝电解槽修量的炭素糊料冲击扎固试验,研究了锤头类型、布料厚度、下落高度等对糊料压实质量的影响,得到了扎固过程中锤头加速度和糊料压实比的变化曲线,给出了布料厚度、扎固次数等的合理参数范围.试验结果表明:冲击能量的大小对糊料压实质量影响最大,其次是糊料的布料厚度;在布料厚度和冲击功一定时,糊料压实比随冲击次数的增加逐渐趋于定值;冲击对糊料的压实作用主要集中在锤头下方,对周围糊料影响较小.研究结果对糊料扎固施工和冲击压实机械设计具有指导意义.图5,表1,参9.