强夯作用下土体动力特性研究

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摘要:因为强夯法处理地基的各种优势,在各类地基处理工程中得到了广泛的应用;但是由于土体自身的复杂性,其理论研究远没有达到工程实践的要求;为了使强夯理论能够进一步向前发展,本文总结了强夯法的研究现状,并在前人的基础上对填土地基的加固机理进行了一定的研究,以指导强夯施工。通过ANSYS/LS-DYNA软件,考虑了强夯作用下土体材料非线性、几何非线性及其大变形的问题,运用Drucker-Prager土体本构模型建立了有限元三维实体数值计算模型,并把冲击荷载模式转换为三角形荷载,然后计算得出了土体应力、位移及密度的数据;运用Excel将数值模拟的数据绘制成曲线图,分析单次夯击时三个参数随时间的变化规律及其多次夯击时随深度的变化规律;并对强夯作用下不同夯击能的有效加固深度进行了一定的研究。数值分析的结果表明,两能级作用于性质相差不大的土体时,能级越高相同深度位置处的最大竖向应力值变化越大;土体在一定击数下上部得到了较好的改善,其后的夯击对上部的加固效果逐渐减少,主要起到传递锤击应力。本文结合了工程实践的检测数据对强夯数值模拟进行了验证;验证的结果表明在强夯的作用下,一定夯击次数后某一深度范围的土体性质在后续的夯击下变化较小,与本论文数值模拟结果较好吻合。
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