冲击荷载加固两种不同土性填土地基能量消耗规律

作     者：刘勇军 

作者单位：江西理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨建永

授予年度：2013年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：红砂岩风化土 粘土 单点夯 满夯 能量消耗规律 

摘      要：冲击能在土中的消耗规律研究对完善强夯等冲击荷载加固地基理论和指导地基处理实践意义深远，但到目前为止在这方面的研究甚少。本文对取自赣州市区某工程项目的红砂岩风化土和粘土进行了室内试验研究，通过对约束条件的设置，分别研究了单点冲击、满夯冲击加固两种土时的能量消耗规律，并对两种土的能量消耗规律进行了对比分析，得到了它们的共同点和不同点。对强夯地基的加固效果运用动力触探法和面波法进行了检测，证明采取强夯法来处理类似的地基是适宜的。经过这些大量的试验与分析，得到如下主要结论： （1）单点夯击时粘土比红砂岩风化土更有利于夯击能向深部传递，但夯击能在竖直方向的消耗量因总夯击能增加而增加的量较小，不如红砂岩风化土敏感。夯击能在竖直方向的消耗量随深度成非线性关系变化，但粘土随土层深度改变得均匀些，夯击能更易向深处传播。夯击能在土中的传播存在着一定的影响深度，在此深度外对土体压密而消耗的夯击能已经非常少，且占总夯击能的比率越来越小;（2）单点夯击时，消耗于横向的夯击能占总夯击能的比率粘性土中较红砂岩风化土中小。在水平方向用于土体加密的夯击能随着深度的增大逐渐减小，且减小的幅度随深度的增大先增大后减小。强夯的侧向挤压效应比较明显，水平方向用于红砂岩风化土加密而消耗的夯击能随着总夯击能的增大而不断增大;（3）满夯时用于土颗粒竖向位移的能量消耗随着地基深度的增大越来越小，且减小的幅度也越来越小，粘土中的减小幅度比红砂岩风化土中小。在越靠近满夯平面的中心处，满夯夯击能用于土颗粒竖向位移的消耗量的增大幅度越均匀，越远则越离散，消耗于对土体加密的夯击能占总夯击能的比率随着深度的增大，红砂岩风化土中是越来越大，粘土中是先增大后减小;（4）满夯夯击能在开始时消耗于土的加密的能量最多，利用率最高，红砂岩风化土的这种特征比粘土明显。当土体夯击到一定程度后，能量向下传递越来越难，能量在竖直路径上的消耗越来越少，因为此时的土体表面形成了硬壳层，很大一部分能量被转化成了弹性变形能。粘土与红砂岩风化土相比，在相同总夯击能作用下，夯击能向下传递时随夯击能的增加而损失的幅度要小些。