湿陷性黄土在我国分布广泛,同时对既有建筑物具有潜在的危害。目前对于湿陷性黄土地基的处理方法有多种,因强夯法具有设备简单、经济可行、适用性强等优点,已在湿陷性黄土地基处理中得到了广泛的应用。强夯加固机理非常复杂,对于非饱和湿陷性黄土地基强夯加固机理的研究还需进一步努力。本文通过理论分析、浸水-强夯现场试验、数值计算等方法对湿陷性黄土地基强夯加固机理、强夯过程变形特性、动力特性及强夯效果影响因素进行了研究。(1)分析了强夯加固湿陷性黄土地基机理,即加固过程土体变形主要由于颗粒的相对位移,土中的气相被挤出所产生。建立了基于非完全弹性碰撞原理的强夯加固湿陷性黄土地基振动模型,并建立了锤体动力平衡方程式。通过对锤体动力平衡方程式的求解得出锤击过程中锤体的位移、速度、加速度随时间变化公式,可求解出其最大位移、最大速度和最大加速度以及其对应的时间。(2)基于浸水-强夯现场试验原理设计了一套相对完善的试验方案。通过对现场浸水区和非浸水区的强夯试验结果分析,表明:非浸水区域,夯击过程中能量衰减较快,传递深度较小,有效加固深度仅4m左右。浸水作用后,强夯作用的有效加固深度7m左右,湿陷性消除效果明显。浸水作用导致强夯前土体更加密实,强夯沉降较小,能量向下传递的较多,且夯击能主要消耗在土体的竖向压缩变形上,但也有一部分能量随着瑞雷波水平传播,导致周边土体的侧向挤出。两试验区域15次夯坑半径分别为2.7m和2.3m,土体在浸水处理后强夯对其冲剪破坏作用更加明显。三个试点承载力分别为240kPa、80kPa、160kPa,因1#试点含水量较低,强夯作用夯实效果明显,因此承载力较高,2#、3#试点位于浸水区域,土体本身的含水量较高,将近饱和状态,此时强夯作用并不能取得很好的效果。(3)利用ABAQUS计算软件,采用Mohr-Coulomb模型、刚体冲击荷载、一阶4节点单元、无反射边界条件及ALE自适应技术对强夯特性进行了计算分析,结果表明:夯坑周边最大隆起量在距离中轴线3m处,也即是计算夯坑半径大概2.5~3m。随着夯击能的增长,夯坑深度与隆起量均呈线性增长。当土体弹模大于10MPa时,夯沉量与弹性模量近似线性关系。随着夯击次数的增加,塑性变形区域逐渐扩大,超过7次时趋于稳定,塑性变形区近似苹果形分布。(4)竖向应力峰值随着深度的增加而减小,垂直速度随着时间的增长不断衰减,振动持续至0.55s,振动速度沿着地表向外传播,速度峰值对应的时间随着与锤下轴线距离增加而推移,且峰值速度不断减小。竖向应力峰值随夯击能的增加而逐渐增大。加速度随着时间的增加以一定角度向下传播,随着夯击次数的增加加速度向下扩散的角度有所增大,大约在40~45°,在施工过程可以根据能量向下传递的角度合理选择夯间距,确保夯间土体加固效果良好。本文研究成果对于强夯加固湿陷性黄土地基的研究和工程实践具有重要的理论和实际意义。