基于离散-连续耦合方法的特殊地基强夯处治研究与应用

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随着城市扩张和交通建设的快速发展,工程建设中遇到岩溶地基和建筑垃圾地基等特殊地基的情况变得较为常见。如何合理、有效地处理这类特殊地基成为了工程建设需要解决的重要问题。目前,已有工程实践表明强夯法能够有效地处治各类地基,但是对于强夯法在岩溶地基和建筑垃圾地基处治中的研究较少,相关的理论研究已经远远落后于工程实践。在这类地基的处治过程中,强夯法的设计和施工参数还没有形成可靠的工程经验,也没有相应的设计理论依据,使得强夯法的应用受到限制。本文针对以上问题,采用离散-连续耦合的方法对岩溶地基和建筑垃圾地基的强夯机理展开了研究,提出了强夯处治岩溶地基方法以及确定了强夯处治建筑垃圾地基的设计参数,并在实际工程中进行了运用,主要完成了以下工作:(1)采用离散-连续耦合方法建立了岩溶地基的强夯处治数值模型,分析了一定夯击能作用下不同跨度顶板的破坏模式,建立了溶洞顶板跨度和击破顶板所需夯击能的关系。在此基础上,提出了岩溶地基的强夯处治方法,并结合工程实际阐述了该方法的具体应用。(2)采用离散-连续耦合的方法对建筑垃圾地基的强夯过程进行了模拟,通过分析强夯过程中的力链传播过程以及强夯后土体的位移分布,得到了建筑垃圾地基强夯的加固机理。此外,通过分析强夯过程中的土体内部的位移和动应力的变化规律,确定了强夯处治建筑垃圾地基的设计参数。(3)基于数值模拟的分析结果,在建筑垃圾地基进行了一系列大型的强夯现场试验。对强夯前后建筑垃圾地基的土体性质进行检测,验证了建筑垃圾地基强夯处治设计参数的合理性。同时对强夯过程中的动力响应数据进行分析,揭示了土体内部的加速度传播规律和振动波的频谱特征。
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