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强夯加固回填土的有效加固深度预估与数值模拟

作　者: 周向国
导　师: 胡庆国；王桂尧
学　校: 长沙理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 强夯回填土有效加固深度预测模型强夯试验数值模拟
分类号: TU472.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 345次
引　用: 5次
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内容摘要

随着城市化进程的不断深入，山区城市扩建，用地矛盾日益突出，采用“开山填谷”的方法解决建设用地的工程日趋增多。对于此类不均匀的堆填场地，如何使之在变形、强度、稳定性等各方面都能满足建设要求的问题，已是地基处理中一项迫切要解决的课题。强夯加固技术对此种回填土地基的处理具有诸多其他地基处理方法不可比拟的技术优势，但这方面的研究相对较少，因此这已经是实践对理论提出的一个重要研究课题。本文系统分析了强夯加固回填土地基的机理以及有效加固深度的影响因素，并对有关施工的参数进行数值模拟及优化，主要内容有：1．通过深入分析土的固结理论和震动波压密理论，对填土的强夯加固机理进行了探讨，提出了加固填土的一些观点。2．对影响强夯加固的因素进行了总结与分析，建立了两种强夯加固有效深度的预估模型——神经网络预估模型和动态灰色理论模型，并分别对实际工程进行预估，误差满足工程要求，说明本模型可以用来预测强夯有效加固深度。3．对新校区强夯加固工程进行了检测与室内实验，重点对强夯加固紫红色全风化红砂岩和网纹状红粘土进行了标准贯入试验和静载试验，以及土的密实度实验，得出强夯加固此类填土的有效加固深度可达6m左右，影响范围可达7m左右。这对类似的强夯工程具有一定的参考价值。4．针对回填土地基，基于ANSYS／LS-DYNA软件，采用动力有限元理论对新校区强夯有效加固深度进行了数值模拟，提出了强夯有效加固深度的数值模拟的判别标准，模拟过程中采用塑性应变大于1％的区域认为是强夯有效加固深度区域。在此基础上，对影响强夯有效加固深度的因素进行了数值模拟与分析，通过对夯锤与落距的这两个影响因素的分析，建立了两者与有效加固深度的相关关系式；另外，还对相同的夯击能量下，夯锤半径的不同，夯锤动量的不同进行了探讨，得出了重锤低落优于轻锤高落的加固效果。最后对双层地基下，上硬上软和上软下硬两种情况对强夯加固效果进行了进一步的分析与总结。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 强夯法简介  10-11
  1.2 强夯法研究现状  11-18
  1.3 目前强夯理论研究存在的主要问题  18-19
  1.4 本文研究的目的及主要内容  19-20
  1.5 论文研究技术路线  20-21
第二章强夯法加固机理分析  21-28
  2.1 概述  21-22
  2.2 动力固结理论  22-23
  2.3 震动波压密理论  23-26
  2.4 填土的强夯加固机理  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章强夯有效加固深度的预估  28-40
  3.1 对强夯有效加固深度的认识  28
  3.2 强夯有效加固深度的影响因素  28-30
  3.3 强夯加固效果的预估模型  30-39
    3.3.1 强夯神经网络预估模型  30-36
    3.3.2 多变量动态灰色理论模  36-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章强夯加固回填土地基检测与试验研究  40-48
  4.1 工程概况  40
  4.2 场地地形地貌  40
  4.3 工程地质条件  40-41
  4.4 水文地质条件  41
  4.5 强夯试验设计方案  41-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章强夯加固回填土有效加固深度数值模拟  48-70
  5.1 ANSYS/LS-DYNA程序介绍  48-52
    5.1.1 ANSYS/LS-DYNA程序功能  48-49
    5.1.2 ANSYS/LS-DYDA算法基础  49-51
    5.1.3 ANSYS/LS-DYNA程序系统的求解步骤  51-52
  5.2 强夯数值模型的建立  52-55
    5.2.1 本构模型  52-54
    5.2.2 单元类型  54
    5.2.3 模型网格划分  54
    5.2.4 有限元模型的建立  54-55
    5.2.5 荷载施加  55
    5.2.6 参数设置  55
  5.3 新校区强夯有效加固深度的模拟  55-58
    5.3.1 有效加固深度与塑性应变  55
    5.3.2 强夯有效加固深度模拟的结果分析  55-58
  5.4 有效加固深度影响因素的数值模拟  58-69
    5.4.1 锤重对夯击效果的影响分析  58-60
    5.4.2 落距对夯击效果的影响分析  60-63
    5.4.3 同能量级强夯动量的影响分析  63-65
    5.4.4 同能量级强夯底面积的影响分析  65-67
    5.4.5 双层地基土对有效加固深度的影响分析  67-69
  5.5 本章小结  69-70
结论与展望  70-72
  结论  70-71
  建议及展望  71-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
附录A (攻读学位期间发表论文目录)  77
附录B (攻读学位期间参与课题目录)  77

强夯加固回填土的有效加固深度预估与数值模拟

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