人造硬壳层扩散作用的研究

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1、928卷第4期2011年8月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityVOL28No．4Aug．201文章编号：2095—1248(2011)04-0088—04人造硬壳层扩散作用的研究艾卫平1，王玉梅2，王宁伟2(1．北海新区开发建设公司，辽宁营口115000；2．沈阳建筑大学土木工程学院。辽宁沈阳110168)摘要：主要研究人造硬壳层的扩散作用，运用有限元模拟的方法，在规范规定的基础上确定出了应力扩散角，且得出加肋梁后应力扩散角基本不变的结论。讨论了加肋梁后固化双层地基的硬壳

2、层等效厚度，为工程应用提供参考。关键词：人造硬壳层；应力扩散角；肋梁；等效厚度中图分类号：0242．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2011．04．020OnthediffusionofartificialdrycrustA1wei-pin91，WANGYu-mei2，WANGNing．wei2(1．TheNorthSeaNewDistrictDevelopment＆ConstructionCompany，LiaoningYingkou115000；2．SchoolofCivilEngi

3、-neering，ShenyangArchitectureUniversity，LiaoningShenyang110168)Abstract：Thispaperstudiesthediffusionofartificialdrycrust．Thestressdispersionangleisdeterminedwiththenumericalsimulationmethodbasedonthespecificationandtheconclusionisdrawnthatthestressdispersionangleises

4、sentiallythesamewiththestiffenedbeam．Thediscussionofequivalentthicknessofthecompositefoundationwithrib—beamprovidestheusefulreferenceforfutureapplications．Keywords：artificialdrycrust；stressdispersionangle；rib-beam；equivalentthickness硬壳层概念最早来源于天然地基⋯，为了满足工程应用对地基承载力的要求，

5、我们已不满足于天然形成的硬壳层，而是根据工程需要，通过固化处理技术得到了不同强度和刚度的人工硬壳层。本文研究的是用化学材料配制得到的土壤固化剂，在软土表层形成的具有一定厚度的硬壳层。对于上硬下软的双层地基，地基上部的土层是地基承载的关键部位，上覆硬壳层的厚度、弹性模量等因素对下卧软土层受力的影响是显著的旧j。杨果林指出，硬壳层本身变形模量大，受力后变形小，由于对下卧层起应力扩散作用而使得地基中的变形得到遏制，可类似看作弹性地基板来处理HJ。本文用有限元模拟的方法研究了加肋梁硬壳层地基的扩散作用，并得出了加肋梁后下卧软土层附加压力

6、的等效厚度，等效的原理是加肋梁后硬壳层地基h。厚度处的附加压力与不加肋梁硬壳层地基h厚度处的附加压力相等。1壳体效应文献[4]中指出，对双层地基而言，均布荷载中心线下竖向应力分布曲线如图l所示。其中，曲线1(虚线)为均质地基中的竖向应力分布图，曲线2则表示上层坚硬下层软弱的双层地基中的竖向应力分布图。由图中可看出，当软土层上有硬壳层存在并具有一定厚度时，在荷载作用下将发生应力扩散现象。具有硬壳层的软土地基，在荷载作用下硬壳层和其下的软土层形成一个整体的承力系统。硬壳层本身具有相对较大的刚度，因而可以承担上部荷载产生的部分剪力和弯

7、矩，从而对下卧软土层的变形产生约束，此时的硬壳层已具有了类似牧稿日期：2011—05—19作者简介：艾卫平(1963一)，男，辽宁辽阳人，高级工程师，主要研究方向：土木工程，B删Iil：136049r71855@126．corn。第4期艾卫平，等：人造硬壳层扩散作用的研究板体的作用。这种作用可称为硬壳层的“壳体效应”，又称为扩散作用。壳体效应可使上部荷载传到较大的下卧软土中，使其下卧软土层的附加应力低于按传统扩散方法计算出来的附加应力，且分布更加均匀，分布的范围更大。理论上作用在上部的荷载通过土体将全部传到下部的土层，但由于考虑

8、的范围有限，本文将应用有限元模拟的方法，在保证一定误差的情况下得出应力扩散角。2bIJP、持力层E。、y。彳∑h下卧层E2、，：餐亍、圈1竖向应力分布曲线的比较2有限元模拟本文假定荷载为无限长条形均布荷载，所以该问题属于平面应变问题，故选用二维有限元软件进行分析