強夯法加固高填方地基數(shù)值模擬研究.pdf

1、強夯法是用起重設備將夯錘起吊到一定高度，然后使夯錘自由下落，在地基土中形成強大的沖擊波和動應力，使地基土層具有良好的力學性能。由于地基土的種類和特性等比較復雜，而且沖擊荷載對地基的結構性、強度和變形等均有較大影響，現(xiàn)有的設計方法基本上都是經(jīng)驗性或半經(jīng)驗性的，尚未形成一套完整的設計計算理論。 本文對前人在強夯法方面的研究成果和高填方地基土的研究現(xiàn)狀作了詳細分析總結，基于彈塑性大變形有限元理論編制動力分析程序?qū)姾环庸谈咛罘降鼗?/p>

2、的連續(xù)夯擊施工過程進行了數(shù)值模擬，分析了數(shù)值模擬的結果并初步探討了用數(shù)值模擬方法確定強夯法施工參數(shù)。同時，利用大型有限元軟件對強夯法加固高填方地基進行一次夯擊和多次夯擊的三維有限元仿真，將彈塑性大變形有限元數(shù)值模擬結果與有限元仿真結果和實測資料進行對比，驗證數(shù)值模擬結果的合理性和可靠性。本文研究得到的結論如下： (一)采用彈塑性大變形有限元方法對強夯加固高填方地基土進行數(shù)值模擬，較好地得到了土體在受沖擊荷載作用下的應力、應變、位

3、移以及夯坑的形狀特征和形成過程特點，并將數(shù)值模擬結果與有限元仿真結果和實測資料進行對比分析，三種結果反映的特征基本一致，與其他研究成果也相互吻合，說明彈塑性大變形有限元數(shù)值模擬結果合理可信； (二)探討了夯坑的形狀特征特征和形成過程特點，得到了彈塑性大變形有限元數(shù)值模擬、三維有限元仿真以及實測結果的累積夯沉量與夯擊次數(shù)的關系曲線和單擊夯沉量與夯擊次數(shù)的關系曲線，反映了夯坑的累積夯沉量增幅和單擊夯沉量隨著夯擊次數(shù)的增加而減小的特點

4、； (三)利用彈塑性大變形有限元數(shù)值模擬方法可確定最佳夯擊次數(shù)，本文彈塑性有限元數(shù)值模擬算例的最佳夯擊次數(shù)為5次； (四)利用彈塑性大變形有限元數(shù)值模擬方法，能夠反映土體的應力消散情況，據(jù)此可初步確定了兩次夯擊之間的間歇時間； (五)利用彈塑性大變形有限元數(shù)值模擬方法可初步確定土體有效影響深度和單點加固范圍，據(jù)此可確定強夯加固高填方地基時的分層填土厚度和夯點間距，本文數(shù)值模擬算例的有效影響深度和單點加固范圍分別為