强夯后地基土变形模量与承载力的反演计算

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1、强夯后地基土变形模量与承载力的反演计算*孔令伟　袁建新文　摘　通过建立反分析模型，提出强夯后地基土变形模量的确定方法，即可根据计算所得的夯沉量随变形模量变化的关系曲线，运用单值反分析法，以达到夯实效果时的单击夯沉量来确定，进而结合载荷实验的基本理论，按相对沉降法预测夯后地基土的容许承载力。大量反演计算实例表明，所得结果精度满足工程要求，可靠性也较高，为预测强夯加固效果、检验原设计的合理性和改进强夯设计方案提供了一种新的分析途径。关键词　强夯法，变形模量，容许承载力，反分析法中图法分类号　TU472.31Back-calculationofmodulusofdeform

2、ationandbearingcapacityforfoundationafterdynamicconsolidationKongLingwei　YuanJianxin(LRSM,InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences，Wuhan,430071)Abstract　Inthispaper,throughestablishingmodelofbackanalysis,themodulusofdeformationforfoundationafterdynamicconsolidationcanbed

3、eterminedbysingle-valuedbackanalysismethod,inwhichthesettlement-modulusofdeformationcurveandthefinaldropsettlementforcontrolofsoildensificationareused.Basedonthebasictheoryofplateloadingtest,theallowablebearingcapacitycanbepredictedbytherelativesettlementratiomethod.Manypracticalexample

4、sofcalculationshowthatthecalculatedresultscansatisfytheengineeringdemandandhavehighreliability.Therefore,anewmethodisprovidedtopredicttheimprovementeffect,tochecktherationalityoforignaldesignandtoimprovethedesignfordynamicconsolidation.Keywords　dynamicconsolidation,modulusofdeformation,

5、allowablebearingcapacity,backanalysis1　前　言　　强夯法目前仍停留在累积经验阶段，严格的强夯理论分析和强夯设计方法还没有真正建立起来。前人的研究领域主要集中在强夯机理的分析及影响深度的计算，对强夯后地基承载力的估算和地基变形的预测方面尚不多见，目前主要还是通过原位测试和室内土工实验来确定其加固效果。虽然有人最近采用质量—弹簧—阻尼器模型试图对强夯法处理地基后承载力的计算进行探讨［1］，但该类模型实际上是一维的微分方程，从本质上与Scott的一维线弹性模型无本质的差异。即使是用一维弹塑性波动方程求解强夯表面应力与位移，也不可能同时使

6、得强夯的边界接触应力、接触时间及夯沉量与实测资料相符［2］。因为从力学观点看，地基土受到夯锤冲击的过程，完全可作为轴对称的三维动力问题求解，应用一维模型求解不考虑侧向应力及变形与实际情况有较大出入。事实上，强夯的受荷面积相对于待加固的地基是很小的，不处在一个数量级上，用一维模型来描述其性状，显而易见是不合理的；把在动荷载作用下的地基土作静力计算，必须将动反力进行折减，这具有很大的人为性，而所涉及的诸多参数均需要现场试验确定，这在很大程度上难以真正从理论与实用上解决强夯后地基土的承载力和变形沉降问题。　　反分析法在岩土工程中，特别是在地下工程领域内得到了广泛应用，已取得

7、了大量系列成果。在土工方面，利用实测沉降资料来反算地基土的变形模量以供设计计算之用，早在60年代在我国已有研究［3］。近年来，反分析法在土工问题分析中得到了愈来愈多的应用［4］。但从目前文献看，如何利用强夯施工过程中所记录的基本数据资料分析强夯加固效果，特别是反分析法在强夯中的应用尚未见到报道。因此，利用强夯施工的原始记录资料来估算强夯后地基土的变形模量与承载力大小具有十分重要的实用价值。　　本文在以往研究工作的基础上［5，6］，通过建立合理的反分析模型，利用强夯时停止夯击的标准（即达到夯实效果时单击夯沉量）来反演强夯后地基土的变形模量，定量地预测强