[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

说明书

本发明公开了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，属于地基加固处理技术领域。本发明根据淤泥软土地基的基本参数和二次强夯加固置换方案，实测一次强夯和二次强夯时夯锤与地基接触面产生的法向压应力时程曲线，建立淤泥软土地基的有限差分动力学模型，考虑一次强夯与二次强夯之间的排水效应，分别进行一次强夯和二次强夯的淤泥软土地基有限差分计算，获得强夯置换加固地基土体的力学性状指标的时程曲线，从上面的仿真效果可以表明本发明的方法可以有效地用于获取一次、二次强夯不同深度土体竖直向正应力、位移、孔隙水压力时程，从而有效表达夯锤夯击过程中不同深度土体的正应力、位移、孔隙水压力的变化规律。

技术领域

本发明涉及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，属于地基加固处理技术领域。

背景技术

强夯置换加固是处理淤泥软土地基常用的一种方法，但由于淤泥软土层含水率较高、排水性较差，常规的强夯置换加固的加固效果不佳。近年来，一些工程单位提出了淤泥软土地基的二次强夯置换加固方法，其主要施工过程是：首先使用低夯击能对地基进行一次强夯，夯锤夯击数为8～15次，夯锤每次夯击完成后使用碎石填平夯坑；然后主动给地基排水以降低地基中的超孔隙水压力，排水时间为1～3天；然后使用高夯击能对地基进行二次强夯，夯锤夯击次数5～10次，夯锤每次夯击完成后使用碎石填平夯坑。二次强夯置的主要特点：由于在第一次强夯结束后主动给地基排水，加速了超孔隙水压力的消散；在进行高夯击能的第二次强夯时，地基土的加固效果得到了大幅提高。

淤泥软土地基二次强夯置换加固是一个非常复杂的动力响应过程，体在经过二次强夯置换加固以后，地基土的应力、位移、孔隙水压力等均发生了重分布，在当前还没有完善的能够获取二次强夯土体力学性状指标的方法。

发明内容

本发明提供了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，以用于通过本方法实现二次强夯碎石置换加固的全过程模拟，并进一步获取不同深度的力学性状态指标信息。

本发明的技术方案是：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，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；

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。

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。