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強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法(黏性土)或動(dòng)力密實(shí)法(砂性土)，是指通過(guò)將重錘從高處自由落下，產(chǎn)生巨大的沖擊能量，給地基土以強(qiáng)力沖擊和振動(dòng)，從而能夠提高地基土體的強(qiáng)度、降低壓縮性、改善砂土的振動(dòng)液化條件和消除濕陷性、黃土濕陷性等的一種地基處理方法。
隨著施工技術(shù)和排水條件的改進(jìn)，強(qiáng)夯法可廣泛應(yīng)用于礫石等砂性土、濕陷性黃土、雜填土、黏性土等地基土中，但對(duì)于滲透性低的高飽和或飽和黏性土，直接強(qiáng)夯容易造成橡皮土，需要首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)然后才能確定其有效性。對(duì)于高飽和粉土或黏性土，當(dāng)變形要求較低時(shí)，也可采用強(qiáng)夯置換法或者強(qiáng)夯擠淤法。強(qiáng)夯法加固機(jī)理有動(dòng)力密實(shí)作用、動(dòng)力固結(jié)作用、動(dòng)力置換作用及時(shí)間效應(yīng)，加固機(jī)理見(jiàn)圖，加固機(jī)理示意圖。
目前，工程設(shè)計(jì)中，強(qiáng)夯法地基處理主要是按照經(jīng)驗(yàn)公式或規(guī)范方法確定夯擊參數(shù)，然后在地基處理之前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試夯，有限元分析方法在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的較少。本研究通過(guò)工程實(shí)例，采用有限元軟件建立三維模型對(duì)夯擊過(guò)程進(jìn)行模擬，并將分析結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式及規(guī)范方法進(jìn)行對(duì)比，從而達(dá)到指導(dǎo)和優(yōu)化工程設(shè)計(jì)的目的。
項(xiàng)目建設(shè)前需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行填挖整平，按照填挖平衡的原則調(diào)配土方，然后對(duì)填方區(qū)進(jìn)行強(qiáng)夯法地基處理，回填土體為含礫砂粉質(zhì)粘土，最大回填深度達(dá)23m。
通過(guò)對(duì)比可知，有限元計(jì)算結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式和規(guī)范法結(jié)果基本吻合。但經(jīng)驗(yàn)公式與規(guī)范法估算的未考慮錘徑及復(fù)合地層因數(shù)，通過(guò)有限元分析可有效模擬夯擊能、錘徑、復(fù)雜地層，從而更好的掌握強(qiáng)夯法加固回填土地基土體的效果，對(duì)工程設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)作用。
上述分析中使用的為最大加固深度，因加固區(qū)為一錐形體，假設(shè)夯錘間距為3.5m，考慮到兩錘之間加固深度無(wú)法達(dá)到最大加固深度，夯錘的有效加固深度要比最大加固深度小。 相鄰夯點(diǎn)疊加后效果見(jiàn)圖，第一擊的最大加固深度為7.5m，疊加后的有效加固深度；第二擊的最大加固深度為，疊加后的有效加固深度為塑性應(yīng)變隨深度的變化塑性應(yīng)變隨深度的變化見(jiàn)圖，在夯擊荷載作用下，塑性應(yīng)變自地表向下逐漸變小，且在塑性加固區(qū)內(nèi)變化曲線較陡，在塑性加固區(qū)外變化較緩和夯擊順序。
根據(jù)地基土的性質(zhì)，工程施工中每回填6土體即進(jìn)行夯擊，整個(gè)場(chǎng)地滿夯12遍，以不跳錘為控制，夯點(diǎn)平面布置圖見(jiàn)圖所示。
本研究通過(guò)工程實(shí)例，采用有限元方法對(duì)強(qiáng)夯法處理回填土地基進(jìn)行模擬分析，并將分析結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式與規(guī)范法進(jìn)行對(duì)比，由此來(lái)指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)。
通過(guò)本文研究可得出以下結(jié)論：
(1) 有限元軟件中可采用預(yù)定義場(chǎng)邊界條件兩種方式對(duì)強(qiáng)夯沖擊荷載進(jìn)行模擬，兩種方式都可以有效模擬沖擊荷載的作用。
(2) 在夯擊荷載作用下，土體被加固區(qū)為一近似錐形體，塑性應(yīng)變隨深度的變化近似對(duì)數(shù)曲線。
(3) 有限元模擬強(qiáng)夯作用的效果與經(jīng)驗(yàn)公式和規(guī)范方法相吻合，可以作為詳細(xì)分析的一種手段。
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