强夯法在湿陷性黄土路基中的应用及数值模拟

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文强夯法在湿陷性黄土路基中的应用及数值模拟ResearchonDynamicCompactionTestandNumericalSimulationofCollapsibleLossGroundImproved培养单位：土木工程学院专业领域：建筑与土木工程学生姓名：刘永垒校内导师：王明生教授校外导师：赵峰高级工程师二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学

2、或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:日期:关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名:日期:导师签名:日期:摘要湿陷性黄土是我国分布最为广泛的土质

3、之一，具有大孔隙和垂直节理的特性，在遇水浸湿时，强度显著降低，从而造成土体的湿陷变形。在湿陷性黄土地基上修建高速公路，如果处理不当，便会引起上部路基发生的沉降、失稳等工程问题，从而缩短高速公路的使用寿命。强夯法因具有设备简单、施工方便等特点，能显著提高土体的承载能力，经济效果显著，因此在土体加固中得到了广泛的应用。目前，强夯法在湿陷性黄土中的相关研究较少，强夯施工中的关键参数也仅凭工程类比和经验确定，缺乏深入的研究。因此，对强夯法在湿陷性黄土中的应用开展理论和试验研究具有重要的意义。本文以承张高速公路承德段湿陷性黄土地基加固为工程背景，分析了强夯加固机理和强夯加固地基

4、的影响因素，并在此基础上，通过现场试验和数值模拟对强夯加固机理进行研究，研究内容主要包括：(1)结合国内外强夯研究的发展现状，通过对振动压密理论、动力固结机理、动力夯实机理和动力置换机理的阐述，深入分析强夯法加固湿陷性黄土地基的作用机理。通过对强夯参数和土体参数进行分析，深入理解各个因素对强夯加固效果的影响情况。(2)通过对湿陷性黄土地基试验段的地基变形沉降监测、标准贯入度试验、浅层平板试验和室内土工试验等开展试验数据分析，发现当现场强夯的有效加固深度大于5m时，地基承载力为150kPa，能够满足强夯施工的设计要求。(3)根据湿陷性黄土地基的实际特性，采用ABAQUS

5、软件建立了高速公路路基的有限元模型，并开展了强夯加固过程的数值模拟。通过对比数值模拟沉降量和现场试验沉降量，验证了模型的合理性，然后对强夯冲击荷载作用下土体位移和塑性区开展情况进行分析研究。本文的研究成果对于指导强夯加固湿陷性黄土地基的工程施工具有重要的指导意义。关键词：强夯法；湿陷性黄土；加固效果；数值模拟AbstractCollapsibleloessisoneofthemostwidelydistributedsoilsinChina.Ithasthecharacteristicsoflargeporesandverticaljoints.Whenwateris

6、wet,thestrengthissignificantlyreduced,resultinginthecollapseofthesoil.Theconstructionofahighwayonacollapsibleloessfoundationwillcauseengineeringproblemssuchassettlementandinstabilityintheupperroadbedifnothandledproperly,therebyshorteningtheservicelifeoftheexpressway.Duetoitssimpleequipm

7、entandconvenientconstruction,theQiangqinmethodcansignificantlyimprovethecarryingcapacityofthesoilandhasaremarkableeconomiceffect.Therefore,ithasbeenwidelyusedinsoilreinforcement.Atpresent,thereisrelativelylittleresearchonthemethodofdynamiccompactionincollapsibleloess,andthekeyp