基于能量原理的靜動力排水固結(jié)法有效加固深度研究

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1、第31卷第10期長江科學院院報Vo1.3lNo.102014年10月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteOct.20l4DOI:10.3969/j.issn.1001—5485.2014.10.021基于能量原理的靜動力排水固結(jié)法有效加固深度研究劉俊雄,李彰明,張大軍(廣東工業(yè)大學巖土工程研究所,廣州510006)摘要:對靜動力排水固結(jié)法加固軟土地基,目前主要通過研究沖擊作用下超軟土的孔壓、土壓以及沉降、強度的變化,以探求其響應規(guī)律及加固機理,對于軟土地基的有效加固深度,目前仍沒有一個非常精確的公式?;趧恿渴睾愫湍芰渴睾阍?,

2、將夯錘與土體接觸后運動簡化為勻減速直線運動,并結(jié)合廣州南沙現(xiàn)場的物理力學參數(shù),得到一個能夠較準確地計算有效加固深度的公式。通過與現(xiàn)場原位監(jiān)測數(shù)據(jù)對比,表明該公式是可行的。為類似軟土地基處理工程有效加固深度值提供一定的借鑒和指導意義。關(guān)鍵詞:靜動力排水固結(jié)法;有效加固深度;動量守恒;能量守恒;靜力觸探中圖分類號:TV47文獻標志碼:A文章編號:1001—5485(2014)10—0134—05要求的深度。對于軟土(甚至是淤泥)地基的有效加固深度1研究背景計算方法,最早采用強夯原理進行計算,強夯法創(chuàng)始靜動力排水固結(jié)法,通過設置一定厚度的靜力人Menard曾提出有效加固深度公式為覆蓋層和水平、

3、豎向排水體系,采用多遍少擊,逐級H=1/l0。(1)加能方式進行軟基處理,其中靜力覆蓋層采用中粗式中:為夯錘重(kN);h為落距(in);Od,為修正系砂墊層及素填土。近年來,國內(nèi)外一些學者一直努數(shù)。力研究動力排水固結(jié)法或進一步發(fā)展的靜動力排水該公式形式簡單,設計常數(shù)只涉及夯錘質(zhì)量和固結(jié)法中軟土在沖擊荷載作用下的響應規(guī)律及加固夯錘吊高,在國內(nèi)使用較為廣泛,但由于強夯有效加機理。包括:實際工程中的監(jiān)測及分析、數(shù)值固深度是一個多變量函數(shù),其中任何一種因素的不模擬與室內(nèi)模型試驗j。李彰明等在淤泥軟基同,都會引起地層有效加固深度的變化。處理原位監(jiān)測中得到在不同夯擊能作用下孔壓變化左名麟【從振動波

4、及波能的角度,考慮土體對的一些基本規(guī)律,并觀察發(fā)現(xiàn)了淤泥軟基原位夯擊能量的吸收能力,給出有效加固深度公式為瞬間先出現(xiàn)孔壓負增長現(xiàn)象;孟慶山等利用改裝的三軸剪力儀進行淤泥質(zhì)原狀土樣(含水量。㈦46.57%,直徑6.18cm,高約12cm)沖擊試驗(最大式中:OL為土體吸收能量系數(shù);為縱波波速;k為沖擊能5×36(N·cm)),得~flTL壓和沖擊擊數(shù)之間大于1.0的系數(shù),一般取3~5。呈雙曲線關(guān)系、高圍壓下沖擊荷載激發(fā)的孔壓隨擊其考慮了土質(zhì)的影響,但某些參數(shù)的取值也具數(shù)增長速率快等規(guī)律。大部分學者的研究都主要是有主觀性,實際工程中很難給出其準確的參數(shù)值,該關(guān)于沖擊作用下孔壓和土壓的變化,以

5、期探求軟土式估計的精度較低;王成華提出了等效擬靜力法相關(guān)的規(guī)律,而對于軟基的有效加固深度研究不多。來計算不同土層地基中強夯有效影響深度,其將夯關(guān)于“有效加固深度”,目前說法不一,文獻主擊力視為等效擬靜載,該法初步考慮了較多的影響要稱“加固深度”、“影響深度”、“有效加固范圍”或因素,公式中各參數(shù)均可由常規(guī)試驗實測或設計選“加固土層厚度”,大部分學者認可有效加固深度指用,但此法把有效加固深度取值定性為附加應力與在正常的施工條件下,地基土的控制指標滿足設計自重應力之比為0.2時的土層深度,較為單一,根據(jù)收稿日期:2013—12—16;修回日期:2014—02—27基金項目:國家自然科學基金資

6、助項目(51178122)作者簡介:劉俊雄(1988一),男,湖南常德人,碩士研究生,從事地基與基礎(chǔ)工程的研究,(電話)13711524014(電子信箱)liujunxiong123456@126.Corn。第10期劉俊雄等基于能量原理的靜動力排水固結(jié)法有效加固深度研究135不同性質(zhì)的土體,該取值可能有所不同;張平倉半空間表面土體接觸后夯錘的速度,即形變過程初等根據(jù)量綱統(tǒng)一的原則建立的有效加固深度公速度。式為2.1.1動量守恒在夯錘與土體碰撞過程中,由動量守恒得=(1一∞)/。(3)^√Aydmhhh+mb=mhh+m。(4)式中:A為夯錘面積;T為加固土體的干重度;c【,為式中:m為夯

7、錘質(zhì)量;m為淤泥層上覆土體的質(zhì)含水量;為系數(shù)。量;為夯錘與土體接觸前的速度;為夯錘與土該公式考慮了單擊夯擊能、錘底面積以及土體體接觸前土體的速度;Vha為夯錘與土體接觸后夯錘特征等因素,更全面地反映了軟土地基的內(nèi)因和外的速度;為夯錘與土體接觸后土體的速度。由夯因的相互作用關(guān)系,對非均質(zhì)土體和成層地基亦可錘為自由落體可知岫=2,=0,其中h為夯適用,但其以濕陷性黃土為研究對象而建立,對于高錘自由下落的高度,初始位移條件為0;式(4)可

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