强夯振动能量随距离衰减规律研究

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1、中山大学硕士学位论文强夯振动能量随距离衰减规律研究姓名：于海涛申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：汤连生20100530中山大学硕上学位论文强夯振动能量随距离衰减规律研究专业：岩土工程硕士生：于海涛指导教师：汤连生(教授)摘要强夯地基处理方法自从20世纪60年代末由法国工程师梅那(Menard)首先创用后，在世界各地得到广泛应用。从加载的角度考虑，强夯产生的是一种瞬时冲击荷载，夯锤在一定高度落下接触地面前的瞬间，其势能基本上都转化为动能，当夯锤夯击地面时，大部分动能使土体产生振动，这种振动以压缩波(P波)、剪切波(S波)和瑞利波(R波)的形式向四周传播。地面振动随着远

2、离夯击点而产生衰减，当远离到一定距离后，地面振动衰减至对周边环境不构成影响。由于强夯施工振动对周边环境产生严重影响，其使用受到了很大限制。因此如果能够得到强夯地面振动随距离衰减的一般规律，并对强夯施工振动最小安全距离进行量化，将为今后的强夯设计和施工提供依据，具有重要的理论和实践意义。本论文通过现场试验的相关数据，分析各种因素的影响，总结得出强夯振动能量随距离衰减的一般规律。采用快速拉格朗同有限差分程序FLAC3D对强夯振动随距离衰减的过程进行数值模拟高仿真分析，并将分析结果与现场试验进行了对比分析，验证了数值模拟程序的有效性。在上述分析的基础上，建立双控制参数计算模型，对

3、强夯施工振动安全距离进行求解，并将计算结果与实验结果进行对比分析。本论文取得的主要研究成果有以下三个方面：(1)通过现场试验数据的分析，得到填土层厚度、夯击次数、夯锤落距、夯锤重量及隔振沟设置对强夯振动传播的影响，总结出强夯振动能量随径向距离增大按负幂函数曲线的形式衰减。(2)采用自行编制的接口程序，借助Surfur软件在FLAC3D中建立了能反映实际场地三维地形地貌的模型，并编制了强夯振动的数值模拟仿真程序，数值强夯振动能量随距离衰减规律研究模拟得到的强夯振动随距离衰减规律和现场试验的结果是一致的。(3)基于量纲分析方法，建立了振动速度与振动加速度双控制参数强夯振动随距离

4、衰减计算模型，经过将计算结果与实测结果对比分析，验证了计算模型的有效性。本文的研究成果将进一步丰富强夯理论，可为降低强夯施工振动对周边环境的影响提供理论依据，并为强夯设计和施工方案的确定提供理论基础。关键词：强夯振动；能量衰减；安全距离；有限差分；双控制参数中山火学硕：上学位论文ResearchonthelawofdynamiccompactionvibrationenergyattenuatingwithdistanceMajor：GeotechnicalEngineeringName：YUHai-taoSupervisorProfessor：TANGLian-sheng

5、DynamiccompactionfoundationtreatmentiswidelyusedaroundtheworldsinceinventedbyFrenchengineerMenardinthelate1960s．Consideredfromtheangelofload,dynamiccompactionisaninstantimpulsiveload．Intheflashbeforethehammerdowninacertainheighttocontacttheground，potentialenergyisbasicallytransformedaskine

6、ticenergy．Whenthehammerhitstheground，mostofthekineticenergyleadstosoilvibration,whichisbroadcastedintheformofP-wave，S-waveandR-wave．Groundvibrationisweakenedasfarawayfromthetampingpoint．WhenfarawaytOacertaindistance，groundvibrationhasbeentooweaktoimpactthesurroundingenvironment．Theconstruc

7、tionvibrationofdynamiccompactionhasseriousinfluenceonthesurroundingenvironment,whichconfinestheusingofdynamiccompaction．Therefore，ithasimportanttheoreticalandpracticalsignificancetogetthegenerallawofgroundvibrationattenuatingwitlldistanceandquantifyminimumsafe