资源描述：
《强夯加固地基沉降变形规律探究和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、强夯加固地基沉降变形规律探究和应用 摘要：在强夯法加固地基的过程中，土体变形量的变化规律对强夯的有效加固范围有着较大的影响，本文详细分析了强夯加固地基沉降变形规律。关键词：强夯法；地基加固；沉降量；变形规律中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：引言强夯法可以提高地基土承载力和密实度，消除不均匀沉降，降低压缩性，改善地基土体的物理力学性质。研究夯坑沉降量的变形规律对强夯法更好的应用于工程实践有着重要的科学指导意义。一、地基沉降变形规律研究计算方法1、沉降计算方法在外荷载作用下,地基土只在有限的厚度范围内(即压缩层)发生变形。计算中首先对压缩层内的地基土分层,并求出各层地基土中的应
2、力,然后根据土体的应力应变关系求的各层土的变形量进行求和从而得出地基的总沉降。分层总和法计算公式如下:式中:S——土体总沉降;——深度Zi范围的平均附加应力;Esi——第层土体的压缩模量7hi——第层土体的土层厚度。2、基底应力计算关于基底应力的计算[1],我国铁路设计规范中主要包括两种方法:①比例荷载法,该方法用荷载rh(即用路基土容重r乘以地基面上路基高度h)代替路基产生的荷载(如图1.(a)),可以将这种荷载看作为断面形式为梯形的条形荷载;②均布荷载法,该方法将路基所产生的总荷载Q均匀分布到路基底面宽度B范围内,用Q/B来近似代替路基荷载(如图1.(b)),可以将这种荷载看成断
3、面形式为矩形的条形荷载。此外,在《高速铁路路基基底应力计算方法研究》一文中，蒋关鲁、王海龙等人通过现场观测资料、离心机模型试验数据及数值计算结果的对比分析，提出了坡率为1:1.5时胶济线、海东线中等压缩性土路基基底中心应力的修正比例荷载法(如图1.(c))。修正计算公式如下:式中:为路基基底中心应力,a应力修正系数,γ为填土容重,H为填方高度,b为路基面宽度。图1.基底应力荷载形式3、沉降计算结果7本次沉降计算根据固结理论,压缩层计算厚度取附加应力与自重应力之比σz/σl=0.1,采用分层总和法进行计算。基底应力计算分别采用比例荷载法和修正比例荷载法。地基中附加应力采用Boussin
4、esq进行计算,通过对室内外试验结果进行分析,本次理论沉降计算中非饱和粉质黏土、粉土、黄土质粉质黏土及浅层松软土的变形参数均采用静力触探试验的结果[2]。计算结果如表2.所示。表2.理论沉降计算结果注:①基底应力为γH时采用Boussinesq解计算地基附加应力;②基底应力为修正基底应力时釆用Boussmesq解计算地基附加应力。由表2.的沉降计算结果可以看出,理论计算沉降值比实测值要大,这是由于在应有分层总和法计算沉降时假设地基为理想的半无限线弹性体,与实际情况存在一定的差异所致。通过上表还可以看出,与传统比例荷载法计算所得地基沉降量相比较,采用修正比例荷载法计算所得地基沉降与现场
5、实测沉降更为接近。二、工程概况7该工程为某化工厂地基处理，场平部分分为E1区、E2区、E3区、E4区、E5区，本次强夯研究区就设置在E1区，在E1区中部取30m×30m的区域作为研究对象，进行单点夯击试验来确定强夯设计参数和施工工艺，单点夯击试验主要监测夯坑沉降及周围地表变形观测。在进行夯坑周围隆起量测量时，沿夯坑两个垂直方向上距夯坑边1m、2m、3m、4m、5m、6m、8m分别设置观测桩。研究区夯点及测桩分布如图3.所示。图3.研究区夯点及测桩分布夯坑沉降量是人们对强夯施工最为直接的认识，单击夯击沉降量不仅是强夯有效加固深度大小的重要参数，也是强夯施工的控制标准之一，当单击夯击沉降
6、量小于某个控制量时就停止继续夯击，即单击夯击沉降量控制了单个夯击点的夯击次数。除了单击夯击沉降量以外，累积夯击沉降量也是在计算有效夯实系数的重要参数，同时还可以预估强夯置换法中置换所需的碎石土石方量，因此也要对累积夯击沉降量进行研究[3]。图4.为在夯击能2.0MN7.m时,单击夯沉量（S）随夯击次数（N）的变化曲线。可以看出，随着夯击次数的增加，单击夯击沉降量不断减小，因为每一次夯击都使土体更加密实，土体的强度有所提高。模拟中第1击和第2击的单击夯击沉降量分别为45cm和37cm，前两击之和几乎占到总的夯坑沉降量的一半；实测中第1击和第2击的单击夯击沉降量分别为47cm和39cm，
7、前两击之和也几乎占到最终夯坑沉降量的一半。图4.S-N关系曲线由于场地条件的复杂性及土体的不均匀性，现场实测单击的夯击沉降量的变化有所跳动，本研究区中实测另一夯击点的夯击次数与夯击沉降量曲线关系所示跳动性更加明显，但总体变化趋势是随着夯击次数增加而减少。还可以看出数值计算的结果与实测结果接近，与本试夯区另一实测结果相比，也比较接近，证明数值结果的合理性。图5.为在夯击能2.0MNm时，夯坑累积沉降量（S）随夯击次数（N）的变化曲线。如图所示，随着夯击次数的
