沖擊荷載下淤泥土不同深度固結(jié)規(guī)律研究.pdf

1、靜動(dòng)力排水固結(jié)法是近些年來發(fā)展起來的一種軟基處理新技術(shù)，已經(jīng)在工程實(shí)踐上有較多的運(yùn)用。該法對(duì)軟土地基加固具有投資小、見效快等優(yōu)點(diǎn)。但是同工程實(shí)踐相比理論上還是相對(duì)滯后。探索或驗(yàn)證“沖擊瞬間水柱不可壓縮使荷載可深度傳遞”、“沖擊力可使覆蓋層下軟基中產(chǎn)生殘余作用力以保持固結(jié)”等可能的快速加固機(jī)理，直至建立相應(yīng)設(shè)計(jì)理論及公式，為軟土力學(xué)發(fā)展與超軟地基該法的科學(xué)應(yīng)用提供基礎(chǔ)是學(xué)界和業(yè)界關(guān)注和期待的[51]。同時(shí)，進(jìn)一步了解軟土，特別是淤泥等超軟

2、土受沖擊荷載和靜力作用時(shí)其力學(xué)響應(yīng)和固結(jié)規(guī)律有助于推動(dòng)靜動(dòng)力排水固結(jié)法處理該類軟基理論的發(fā)展。
　　 本文研究的目標(biāo)是以實(shí)施可控的相關(guān)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合原位監(jiān)測(cè)、理論分析、數(shù)值仿真模擬綜合方法，探索或驗(yàn)證靜、動(dòng)作用及與超軟土介質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)耦合的固結(jié)效應(yīng)。推進(jìn)對(duì)靜動(dòng)力排水固結(jié)法加固機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為相應(yīng)設(shè)計(jì)理論和公式的建立提供依據(jù)。
　　 室內(nèi)試驗(yàn)主要依托靜動(dòng)真三軸試驗(yàn)設(shè)備，采用國際合作的最新產(chǎn)SPAX-2000改進(jìn)型靜動(dòng)真三軸設(shè)

3、備，具備進(jìn)行任意路徑、手動(dòng)控制，可模擬實(shí)際高強(qiáng)度沖擊狀態(tài)，并具備國際最先進(jìn)傳感技術(shù)等測(cè)試條件。
　　 本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　 1、綜述了靜動(dòng)力排水固結(jié)法的加固機(jī)理，夯擊能中瑞利波具有重要影響;
　　 2、利用SPAX-2000改進(jìn)型靜動(dòng)真三軸測(cè)試系統(tǒng)，開展了沖擊與靜力作用下淤泥土排水固結(jié)的研究。模擬靜動(dòng)力排水固結(jié)法的各種條件:固結(jié)圍壓（不同深度）、沖擊荷載頻率等，對(duì)比研究在沖擊與靜力共同作用下，土體

4、孔隙水壓力、變形、強(qiáng)度等的變化特征。
　　 圍壓影響:隨著圍壓增大，孔隙水壓力、偏應(yīng)力也增大;軸應(yīng)變?cè)隽?、軸應(yīng)變累積量會(huì)減小;體應(yīng)變?cè)隽?、體應(yīng)變累積量會(huì)增大。
　　 頻率影響:隨著沖擊荷載頻率降低，同時(shí)作用時(shí)間延長，孔隙水壓力、偏應(yīng)力、軸應(yīng)變?cè)隽?、軸應(yīng)變累積量、體應(yīng)變?cè)隽慷紩?huì)增大。
　　 3、主要根據(jù)超軟土流變特性和沖擊荷載作用特點(diǎn)，建立了一個(gè)能反映沖擊荷載作用后軟土流變固結(jié)特性的一維Merchant彈粘塑性模型

5、，并討論了該模型中各參數(shù)對(duì)軟土固結(jié)過程的影響，得到了定性結(jié)果，對(duì)解決工程中類似問題有一定的指導(dǎo)作用。
　　 4、在一定工程背景下，結(jié)合數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)夯擊作用下土體的塑性區(qū)呈橢圓形，而且隨著時(shí)間的增加，塑性區(qū)的開展越來越大，土層位移值呈現(xiàn)先增大后減小，最后都趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。土層位移隨擊數(shù)的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，與實(shí)際工況基本吻合。通過設(shè)置淤泥層不同厚度的上覆土體對(duì)夯擊過程進(jìn)行模擬，得出上覆土體的厚度對(duì)有效加固深度影響較大