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土木研究生 為什么強夯法只適用于飽和黏土?

來源: | 瀏覽量:623 | 發布時間:2020-11-17 21:10:31

強夯法是地基處理中的物理法,是利用沖擊對深層土體進行密實處理的方法,是典型的動力問題,其原理是:利用強大的夯擊能,迫使深層土液化和動力固結,使土體密實,用以提高地基土的強度并降低壓縮性、消除土的濕陷性、脹縮性和液化性。

當我看《地基處理》中某頁總結的各種地基處理方法適用范圍和加固效果情況中寫道:強夯法適用于飽和黏土而不適用于非飽和黏土,這就引起了我的好奇心,在翻閱相關資料中我得出如下結論:

強夯法有三種不同的加固機理
1、動力固結:當強夯法應用于處理細顆粒飽和黏土時,其加固機理則是動力固結理論。強夯時,巨大的沖擊能量在土中產生很大的應力波,破壞土體的原有結構,使土體局部發生液化并產生許多裂隙,增大了排水通道,使孔隙水順利逸出,待超孔隙水壓力消散后,土體固結。由于軟土的觸變性,強度得到恢復。(安利一下,觸變性是指含水率不變情況下黏土因為重塑而軟化,強度降低,軟化后隨著靜置時間延長而硬化,強度增長的性質)

2、動力密實:采用強夯法加固多孔隙、粗顆粒、非飽和黏土是基于動力密實的機理,即沖擊型動力荷載,使土體中的孔隙減小,土體變得密實,從而提高地基土強度。非飽和土的夯實過程,就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程,其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起。

3、動力置換:動力置換可分整式置換和樁式置換。整式置換是采用強夯將碎石整體擠入淤泥中,其作用機理類似于換土墊層。樁式置換是通過強夯將碎石填入土中,部分碎石樁(或墩)間隔地夯入軟土中,形成樁式(墩式)的碎石樁(墩),其作用機理類似于振沖法形成的碎石樁,整體形成復合地基。


復合地基剖面圖

復合地基現場施工圖
另外,對強夯法加固地基的機理認識,還應分宏觀機理和微觀機理。
(1)宏觀機理從加固區土所受沖擊力、應力波的傳播、土的強度對土加密的影響作出解釋。

(2)微觀機理,則對沖擊力作用下土的微觀結構的變化,如土顆粒的重新排列、連接作出解釋。宏觀機理是外部表現,微觀機理是內部依據。

其次,應對飽和土和非飽和土加以區別。

從理論上講,在最佳夯擊能作用下,地基土中出現的孔隙水壓力達到土的自重壓力,這樣的夯擊能稱最佳夯擊能。在黏性土中,由于孔隙水壓力消散較慢,當夯擊能逐漸增大時,孔隙水壓力相應疊加,因此可根據孔隙水壓力增加值來確定最佳夯擊能。在砂性土中,孔隙水壓力增長及消散過程僅為幾分鐘,因此孔隙水壓力不能隨夯擊能增加而疊加,可根據最大孔隙水壓力增量與夯擊次數的關系來確定最佳夯擊能。


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