夯时地基土的应力场分布特征及应用

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1、岩土力学990403岩土力学RockandSoilMechanics1999年第20卷第3期Vol.20No.31999强夯时地基土的应力场分布特征及应用*孔令伟　袁建新摘　要　　在前期研究工作的基础上，利用积分变换技术和传递矩阵法对强夯时地基土的应力场分布特征进行了数值模拟，并和前人的数值分析与室内外试验结果进行了对比分析，结果表明：所得的动应力衰减规律与实测结果较为吻合。在动荷载作用下，地基土动应力衰减率比强夯冲击荷载作用下的衰减率快，强夯冲击荷载作用下的最大动应力等值线图可作为估算强夯的有效加固深度和加固范围时参考。关键词　　强夯法；应力场；传递矩阵法；Laplace-Hankel变换

2、分类号　　TU447StressFieldDistributionCharacteristicsofFoundationDuringDynamicConsolidationanditsApplicationKongLingwei　YuanJianxin(LRSM,InstituteofRockandSoilMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Wuhan430071)Abstract　　Basedontheauthors‧previousresearchwork,thestressfielddistributioncharacteristicsoffou

3、ndationduringdynamicconsolidationaresimulatedbynumericalmethod,inwhichtheintegraltransformtechniqueandtransfermatrixmethodareemployed,andthecalculatedresultsgiveninthispaperarecomparedwiththatofformernumericalsimulation,laboratorytestandfieldinvestigation.Theresultsshowthatthedynamicstressattenuati

4、onpropertiesunderdynamicconsolidationobtainedbythemethodinthispaperhavearelativelygoodagreementwiththein-situmeasureddata.Theattenuationratioofdynamicstressforordinarydynamicloadingisfasterthanthatoftransientloadingbydynamicconsolidation.Themaximumstresscontoursfordynamicconsolidationcanbeusedtopre

5、dicttheeffectiveimprovementdepthandarea.Keywords　　dynamicconsolidation,stressfield,transfermatrixmethod,Laplace-Hankelmixedtransforms1　前　　言　　强夯的有效加固深度和影响范围一直是强夯施工、设计和检测所关注的热点，要真正弄清强夯加固地基的全貌，必须对强夯过程中地基土的空间应力场和位移场的分万方数据file:///E

6、/qk/ytlx/ytlx99/ytlx9903/990303.htm（第1／15页）2010-3-2313:25:52岩土力学990403布规

7、律与衰减特性有深入的认识。前人在室内和现场对强夯时土体动应力随深度的衰减规律开展了一些测试工作［1,2］。在理论与数值模拟方面，基于能量守衡定律与牛顿定律和一般动荷载下均质地基的应力分布理论公式分析强夯时地基土的应力状态未考虑与夯锤相接触的土体单元具有初速度、地表施加的动应力的加荷与卸荷时间并不相等的特性［2,3］；而采用有限差分法和有限元法模拟强夯时地基土应力场的分布规律所采用的接触应力是用一维线弹性模型所确定的，用此边界条件来进行三维非线性弹性甚至弹塑性分析，显而易见欠合理［4,5］，它未把夯锤的运动特性与土体作为一个整体来考虑；采用边界元法虽在求解边界应力方面取得较满意的结果［4］，但

8、未考虑夯锤自重的影响，主要适用于均质地基；Chow，Thilakasiki等先后通过引进和修正打桩动力分析的一维波动方程模型求得了强夯地基土的应力与位移［6,7］，但地基土受到夯锤冲击的问题完全可以作为轴对称的三维动力问题求解，应用一维波动方程求解不考虑侧向应力和变形与实际情况仍有较大出入。因此，对强夯时地基土的应力场分布规律值得深入探讨。　　笔者曾对强夯的边界接触应力与沉降特性进行了研究，并结合单值反分析法