【摘要】：強(qiáng)夯法施工簡(jiǎn)便,成本低,施工速度快,能有效提高地基承載力,在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。近年來(lái),公路工程界在路基加固和填筑工程中嘗試采用強(qiáng)夯技術(shù),并取得了部分成功的經(jīng)驗(yàn)。但在強(qiáng)夯加固、填筑路基的施工工藝、工程質(zhì)量控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn),以及強(qiáng)夯振動(dòng)控制技術(shù)等方面,還有許多技術(shù)問(wèn)題尚待解決,這嚴(yán)重制約了強(qiáng)夯技術(shù)在路基工程中的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。本文通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬,初步研究了路基強(qiáng)夯后土體的受力狀態(tài),分析了路基土體在強(qiáng)夯處理后空間的壓實(shí)度分布情況,并評(píng)價(jià)了路基強(qiáng)夯后的整體剛度。通過(guò)數(shù)值模擬及模型試驗(yàn)研究了隔振控制技術(shù)的隔振效率問(wèn)題,并對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。研究成果可為路基強(qiáng)夯以及振動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)一步研究和工程應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。主要研究?jī)?nèi)容與相關(guān)結(jié)論如下：1.采用數(shù)值模擬方法,主要研究了路基強(qiáng)夯后土體內(nèi)部空間的壓實(shí)度分布規(guī)律,進(jìn)行了單點(diǎn)夯擊次數(shù)、夯擊順序、夯擊能等強(qiáng)夯施工參數(shù)對(duì)壓實(shí)度分布的影響分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明：(1)在1000KN·m夯擊能下,單次夯擊的有效加固深度約為3m,加固徑向距離約為2.5m。(2)隨著夯擊次數(shù)的增加,土體內(nèi)部逐步趨于密實(shí),夯擊的影響半徑逐漸擴(kuò)大,由單擊時(shí)的2m擴(kuò)大至3擊時(shí)的2.8m,往后逐漸擴(kuò)至10擊時(shí)的3.6m。(3)在多點(diǎn)單擊各工況下,各點(diǎn)位的夯擊能主要作用于自身夯錘錘徑范圍內(nèi)的路基土,對(duì)相鄰點(diǎn)位或相間點(diǎn)位的夯擊中心區(qū)域基本上不存在相互影響。換言之,強(qiáng)夯的夯擊順序?qū)δ澈稽c(diǎn)最終達(dá)到的壓實(shí)度基本無(wú)影響。2.通過(guò)對(duì)土體內(nèi)部個(gè)點(diǎn)壓實(shí)度取加權(quán)平均,求取了各層平均壓實(shí)度并通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)強(qiáng)夯路基的整體剛度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。計(jì)算結(jié)果表明：(1)采用1000KN·m的夯擊能對(duì)路基土進(jìn)行夯擊,當(dāng)遵循相應(yīng)的止夯標(biāo)準(zhǔn)時(shí),路基土各層平均壓實(shí)度均達(dá)到了規(guī)范要求。當(dāng)路基填高為4m,采用1000KN·m夯擊能,夯間距為3.6m時(shí),可控制單點(diǎn)夯擊次數(shù)6-7擊為宜。(2)根據(jù)承載板試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果,各級(jí)回彈模量均達(dá)到了40MPa以上,線性回歸后的回彈模量達(dá)到了44.85MPa。對(duì)路基進(jìn)行強(qiáng)夯處理后的路基土剛度已滿(mǎn)足規(guī)范相關(guān)要求。(3)只采用貫入度作為止夯標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性,其只能保證強(qiáng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求,而部分土層壓實(shí)度較規(guī)范要求稍偏低,針對(duì)本文算例,導(dǎo)致相應(yīng)增加的工后沉降約為1～2cm。因此,實(shí)際工程中需要結(jié)合其他質(zhì)量控制指標(biāo)及其標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路基整體質(zhì)量作出一個(gè)綜合的評(píng)價(jià)。3.根據(jù)相似理論建立了室內(nèi)模型,研究了隔振板的隔振效率并對(duì)隔振板相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)總體而言,相較于空溝隔振,新型隔振板的隔振效率約為前者的95%,新型隔振板在隔振效率上基本與空溝隔振持平。因此,在實(shí)際工程中設(shè)置隔振板這一隔振措施是有效可行的。(2)在試驗(yàn)工況范圍內(nèi),地基振動(dòng)幅值大小的影響因素的主次順序?yàn)椋焊粽耖L(zhǎng)度隔振深度輪胎胎壓。當(dāng)夯擊能為150N·m時(shí),隔振效率最高的隔振措施組合為隔振長(zhǎng)度1.4m,隔振深度0.5m,輪胎胎壓為0.3MPa。4.在室內(nèi)模型基礎(chǔ)上,采用數(shù)值模擬對(duì)隔振板的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。數(shù)值模擬結(jié)果如下：(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)隔振要求,當(dāng)采用1500KN·m夯擊能時(shí),若采用近源隔振,隔振距離小于6m時(shí),建議隔振長(zhǎng)度取12-15m,隔振深度取3.5m-4.5m。當(dāng)隔振距離大于6m,隔振長(zhǎng)度可取10m,隔振深度取3-3.5m。基本上可以保證加速度衰減幅值達(dá)到60%以上。(2)依照費(fèi)馬原理,可得三種工況時(shí)振動(dòng)波從夯擊中心出發(fā)傳至各個(gè)測(cè)點(diǎn)的傳播路徑為折線段。三種工況下同一測(cè)點(diǎn)的加速度衰減幅值與振動(dòng)波傳播路徑的長(zhǎng)度呈正相關(guān)。當(dāng)其他條件保持一致時(shí),路徑長(zhǎng)度越大,在傳播過(guò)程中消耗的夯擊能也越大,在加速度上體現(xiàn)為衰減幅值也越大。(3)當(dāng)隔振溝長(zhǎng)度一定時(shí),隔振溝幾何形狀為直線時(shí)整體隔振效率最高。而對(duì)于朝向而言,當(dāng)隔振溝幾何形狀為凹型,隔振溝開(kāi)口朝向夯錘時(shí)的總體隔振效率大于隔振溝開(kāi)口背向夯錘。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U416.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2298799