[发明专利]一种获取二次强夯置换加固地基土体的力学性状指标的方法

权利要求书

1.一种获取二次强夯置换加固地基土体的力学性状指标的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤1、拟定淤泥软土地基的基本参数，包括：淤泥软土地基场地地层分布信息，地基地下水位，土体物理力学参数；

步骤2、拟定淤泥软土地基二次强夯置换加固方案，包括：①一次强夯的夯击能和一次强夯的夯击数N₁；②二次强夯的夯击能和二次强夯的夯击数N₂；③每一击后地基土的置换加固范围以及每一击后碎石置换桩的密度、弹性模量、泊松比和抗剪参数，抗剪参数包括土体的内摩擦角和凝聚力；

步骤3、拟定一次强夯的夯击能条件下每次夯击产生的夯锤与地基接触面的法向压应力时程曲线；

步骤4、拟定二次强夯的夯击能条件下每次夯击产生的夯锤与地基接触面的法向压应力时程曲线；

步骤5、建立淤泥软土地基的有限差分动力学模型；所述步骤5具体为：

①生成地基的单元并设置单元的参数：根据淤泥软土地基场地地层分布信息，建立地基土的几何实体模型，然后根据地基土的几何实体模型划分单元，设置每个地基单元参数,包括单元的密度、内摩擦角、凝聚力、弹性模量、泊松比、渗透系数；

②使用Finn液化模型描述淤泥软土地基的有限差分动力学模型中地基土单元的孔隙水压力与应力-应变之间的关系；

③设置淤泥软土地基的有限差分动力学模型的边界条件：模型的底面和前、后、左、右四个侧面的法向位移设为0；同时在四个侧面设置自由场边界条件；设置地基土单元的阻尼常数为0.5；

④设置淤泥软土地基的有限差分动力学模型的初始应力：使用自重应力场作为模型的初始应力场；

⑤设置淤泥软土地基的有限差分动力学模型的孔隙水压力边界条件：将模型的底面和前、后、左、右四个侧面设为不透水边界；

⑥设置淤泥软土地基的有限差分动力学模型中地基土单元的初始孔隙水压力：地基土单元结点的初始孔隙水压力按下式计算：

p_m＝-γ_wh_m (1)

上式中：p_m是地基土单元结点m的孔隙水压力，γ_w是水的容重，取10kN/m³，h_m是地基土单元结点m处的水头高度，当地基土单元结点m位于地下水位以上时h_m取0；

步骤6、在淤泥软土地基的有限差分动力学模型地表的夯点位置循环施加一次强夯的法向压应力时程，获得一次强夯时地基土单元的应力、位移、孔隙水压力信息；

步骤7、进行淤泥软土地基一次强夯排水以后的孔隙水压力计算；

步骤8、将排水以后的孔隙水压力设置为淤泥软土地基的有限差分动力学模型的初始，在淤泥软土地基的有限差分动力学模型地表的夯点位置循环施加二次强夯的法向压应力时程，获得二次强夯时地基土单元的应力、位移、孔隙水压力信息；

步骤9、根据一次强夯、二次强夯时地基土单元的应力、位移、孔隙水压力信息，绘制强夯置换加固地基土体的力学性状指标的时程曲线。

2.根据权利要求1所述的获取二次强夯置换加固地基土体的力学性状指标的方法，其特征在于：所述土体物理力学参数包括土体材料的密度、内摩擦角、凝聚力、弹性模量、泊松比、渗透系数。

3.根据权利要求1所述的获取二次强夯置换加固地基土体的力学性状指标的方法，其特征在于：所述步骤3具体为：基于一次强夯的夯击能进行现场夯击试验，实测获得一次强夯时第j击的夯锤与地基接触面的法向压应力时程曲线其中t₁从0至顺序取值，j从1至N₁顺序取值，N₁是一次强夯的夯击数，是一次强夯时第j击的时间长度。

4.根据权利要求1所述的获取二次强夯置换加固地基土体的力学性状指标的方法，其特征在于：所述步骤4具体为：基于二次强夯的夯击能进行现场夯击试验，实测获得二次强夯时第j击的夯锤与地基接触面的法向压应力时程曲线其中t₂从0至顺序取值，k从1至N₂顺序取值，N₂是二次强夯的夯击数，是二次强夯时第k击的时间长度。