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秦皇岛地基加固之强夯加固的基本原理
浏览: 发布日期:2018-03-07
         强夯加固地基的机理比较复杂,随地基类型和加固特点不同,其加固机理也有所不同。
 
        强夯加固机理首先应从宏观和微观机理上加以分析。宏观机理是从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响作出解释,是强夯加固的外部表现;而微观机理是对冲击力作用下,土微观结构的变化,如土颗粒的重新排列、连接作出解释,是强夯加固的内部依据。
 
        同时有关强夯加固机理的解释应区分饱和土和非饱和土、粘性土和砂性土以及其它一些特殊性土。





            对非饱和土地基:压密过程基本上同实验室中的击实实验相同,挤密振密效果明显。
 
           对饱和无粘性土地基:土体可能会产生液化,其压密过程同爆破和振动密实的过程相同。
 
           对饱和粘性土地基:产生超孔压,并且逐渐消散,地基土固结,孔隙比减小,强度提高。



          动力密实
 
         非饱和土在中等夯击能量1000~2000kN·m的作用下,主要是产生冲切变形,在加固深度范围内气相体积大大减少,最大可减少60%。
 
        动力固结
 
        巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波,破坏了土体原有的结构,使土体局部发生液化并产生许多裂隙,增加了排水通道,使孔隙水顺利逸出,待超孔隙水压力消散后,土体固结。由于软土的触变性,强度得到提高。
 
         弹簧活塞模型



          a)静力固结理论模型 b)动力固结理论模型



         强夯时的动力固结主要表现在以下四点:
 
        1、饱和土的压缩性:进行强夯时,气体体积压缩,孔压增大,随后气体有所膨胀,孔隙水排出的同时,孔压就减少。
 
        2、产生液化:土体中气体体积百分比为零时,就变成不可压缩的。相 应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级,土体即产生液化。继续施加能量,除了使土起重塑的破坏作用外,能量纯属是浪费。
 
        3、渗透性变化:超孔压大于颗粒间的侧向压力时,致使土颗粒间出现裂隙,形成排水通道。此时,土的渗透系数骤增,孔隙水得以顺利排出。孔压消散到小于颗粒间的侧向压力时,裂隙即自行闭合。
 
        4、触变恢复:土体的强度逐渐减低,当出现液化或接近液化时,强度达到最低值。此时土体产生裂隙,而吸附水部分变成自由水,随着孔压的消散,土的抗剪强度和变形模量都有大幅度的增长。



        从左图可以看出,每夯击一遍时,体积变化有所减少,而地基承载力有所增长,但体积的变化和承载力的提高,并不是遵照夯击能的算术级数规律增加的。
 
        地基土强度增长与孔隙水压力有关。
 
       液化度为100%时,土的强度为零;随着孔隙水的消散,土的强度逐渐增长,即存在一个触变恢复阶段。
 
        动力置换



       整体置换:将碎石整体挤入淤泥中,作用机理类似于换土垫层。
 
      桩式置换:形成桩式或墩式的碎石墩或桩。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩。

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