强夯法处理风成砂地基的数值模拟研究

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1、ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C.NO:20101301ADissertationforthedegreeofM.EngineeringTheNumericalSimulationStudyofDynamicCompactionImprovedAeolianFoundationCandidate:YangPeixuanSupervisor:Prof.ZhangJianhuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Geotechnic

2、alEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:May,2013摘要摘要强夯法是地基处理的基本方法之一，因其经济适用，效果显著，目前得到了广泛应用。不少学者从试验和数值模拟上对强夯法机理作出了大量研究，但理论研究仍落后于工程实践。风成砂是沙漠地区的特殊土类，而且，风成砂地基的处理对于沙漠地区的施工建设至关重要。随着沙漠地区能源开发的深入，目前国内利用强夯法成功处理风成砂地基的工程实例己有很多，而关于强夯法处理风成砂地基的研究工作还比较少。本文在诸多研究的基

3、础上，进行了强夯法处理风成砂地基的数值模拟研究。主要工作如下：（1）基于ANSYS/LS-DYNA软件，对风成砂地基进行描述，建立了强夯法处理风成砂地基时的三维数值模型。（2）计算了夯击能3000kN•m下的土层沉降，并与现场试验数据做出对比。计算了夯击能6000kN•m下的土层速度和加速度，并与现场试验数据做出对比。（3）扩展计算了夯击能2000kN•m、4000kN•m、8000kN•m下的土层沉降、土层速度和加速度，从而进一步分析其土层沉降、速度和加速度的时空分布规律。（4）对风成砂地基塑性区的开展过程和塑性区深度进行了初

4、步研究，对数值模拟结果应用于确定施工参数进行了初步探讨。研究结果表明，夯击能3000kN•m和6000kN•m下的数值模拟计算结果与现场试验数据基本一致，此种模拟方法是可靠的。扩展模拟结果对风成砂地基变形规律的分析和对施工参数的探讨可为工程实践提供参考。关键词强夯法风成砂地基处理数值模拟IAbstractAbstractDynamicconsolidationmethodwhichisanessentialfoundationtreatmentmethodhasbeenwidelyusedforitseconomical,app

5、licableandremarkableeffect.Althoughalotofresearchonitsmechanismbyexperimentandnumericalsimulationhasbeencarriedout,theoreticalstudyisstillfarbehindtheengineeringpractice.Aeoliansandisaspecialsoilindesertarea.Andaeoliansandfoundationtreatmentisveryimportanttotheconstr

6、uctionindesertregion.Nowadays,withtheenergydevelopmentindesertarea,therehavebeenmanyprojectcasesoftreatingaeoliansandfoundationusingdynamiccompaction,butrelatedresearchhaverarelyappeared.Inthebasisofthenumerousstudies,numericalsimulationresearchonAeoliansandfoundatio

7、ntreatmentbydynamicconsolidationmethodiscompleted.Themainworkshavebeendoneasfollows:(1)BasedonANSYS/LS-DYNAsoftware,Aeoliansandfoundationisdescribedandthree-dimensionalsolidmodelisconstructed(2)SettlementofAeoliansandfoundationundertampingenergyof3000kN•miscalculated

8、andcomparedwithmeasureddatainfield.VelocityandaccelerationofAeoliansandfoundationundertampingenergyof6000kN•miscalculatedandcompare