靜動力排水固結(jié)法處理超軟土地基最佳沖擊能研究.pdf

1、靜動力排水固結(jié)法中沖擊能的設(shè)計(jì)，其影響因素復(fù)雜又繁多，到目前為止還沒有完善的系統(tǒng)認(rèn)識、精確的理論或規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)常采用工程類比法和經(jīng)驗(yàn)法，為驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)，常在正式施工前試夯。當(dāng)靜動力排水固結(jié)法用于加固超軟土地基，沖擊能太小達(dá)不到地基加固深度要求，過大容易出現(xiàn)埋錘或“橡皮土”現(xiàn)象，所以沖擊能的選擇關(guān)系到地基處理的成敗。因此，如何確定最佳沖擊能是一個(gè)亟待解決而且具有重要研究意義的課題。
　　遵循靜動力排水固結(jié)法固結(jié)基本原理，建立考慮

2、各影響因素的最佳沖擊能的理論公式，并利用廣州南沙泰山石化成品油庫區(qū)超軟土地基處理工程的實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了公式的正確性。為探求沖擊加固軟土的微觀機(jī)理，以科學(xué)地對最佳沖擊能進(jìn)行設(shè)計(jì)，并尋求最佳沖擊能所對應(yīng)的荷載水平和速率，本文利用核磁共振法，從以下兩點(diǎn)進(jìn)行了研究:一是研究不同沖擊荷載水平和速率下超軟土的水相變化規(guī)律;二是著重從孔隙結(jié)構(gòu)分布及如何變化來考慮經(jīng)受典型荷載及應(yīng)力水平與速率下超軟土的特性響應(yīng)。
　　本文主要研究成果如下:
　

3、　1.最佳沖擊能宏觀力學(xué)計(jì)算模型方面:
　　(1)夯擊產(chǎn)生的動應(yīng)力經(jīng)應(yīng)力擴(kuò)散到軟土頂面的最大壓力值可大于軟土的承載力特征值但是小于其極限承載力值，故定義軟土最大容許應(yīng)力比R=軟土頂面最大壓力/軟土承載力特征值,論述了模型中主要參數(shù)的確定方法，最終得到最佳沖擊能的計(jì)算公式:W=π2（1-μ2）(r+hfs·tgθ)4（Rfak-(γ)hfs）2/rE1
　　(2)利用現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算得到的最大容許應(yīng)力比值R介于2～3之間，且隨

4、著夯擊遍數(shù)及沖擊能的增加，R值也相應(yīng)增加，表明軟土頂面承受的最大壓力的提高，微觀上可以解釋為軟土微結(jié)構(gòu)逐步得到調(diào)整，微孔隙和微裂縫排水得到充分利用，軟土排水固結(jié)。
　　2.最佳沖擊能微觀分析方面:
　　(3)對應(yīng)于通常工程荷載的較低能量動三軸試驗(yàn)荷載速率與水平（1.6 MPa/s與100kPa)及以下，淤泥類超軟土中非自由水不能轉(zhuǎn)化為自由水。對應(yīng)于于靜動力排水固結(jié)法工況的高速沖擊荷載下（每擊荷載水平3787kPa，速率631

5、.2 MPa/s），非自由水可轉(zhuǎn)化為自由水;而且沖擊總能量越大（遍數(shù)及擊數(shù)越多），就越易析出自由水;
　　(4)取自廣州地區(qū)的淤泥孔隙半徑集中分布在1～20μm之間。當(dāng)沖擊荷載達(dá)到本文所述水平時(shí)，淤泥中最大與最小孔隙所占比例均會有一定程度減小，孔隙大小更趨向均一。在一定的荷載水平(680kPa)以下，加載速率是決定相對最大孔隙比所占比例的關(guān)鍵因素:速率較小會使得該比例增大，速率較大則使得該比例減小，其界限值在＞0.8 MPa/s與