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土木研究生 为什么强夯法只适用于饱和黏土?

来源: | 浏览量:489 | 发布时间:2020-11-17 21:10:31

强夯法是地基处理中的物理法,是利用冲击对深层土体进行密实处理的方法,是典型的动力问题,其原理是:利用强大的夯击能,迫使深层土液化和动力固结,使土体密实,用以提高地基土的强度并降低压缩性、消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。

当我看《地基处理》中某页总结的各种地基处理方法适用范围和加固效果情况中写道:强夯法适用于饱和黏土而不适用于非饱和黏土,这就引起了我的好奇心,在翻阅相关资料中我得出如下结论:

强夯法有三种不同的加固机理
1、动力固结:当强夯法应用于处理细颗粒饱和黏土时,其加固机理则是动力固结理论。强夯时,巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波,破坏土体的原有结构,使土体局部发生液化并产生许多裂隙,增大了排水通道,使孔隙水顺利逸出,待超孔隙水压力消散后,土体固结。由于软土的触变性,强度得到恢复。(安利一下,触变性是指含水率不变情况下黏土因为重塑而软化,强度降低,软化后随着静置时间延长而硬化,强度增长的性质)

2、动力密实:采用强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱和黏土是基于动力密实的机理,即冲击型动力荷载,使土体中的孔隙减小,土体变得密实,从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程,就是土中的气相(空气)被挤出的过程,其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。

3、动力置换:动力置换可分整式置换和桩式置换。整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中,其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填入土中,部分碎石桩(或墩)间隔地夯入软土中,形成桩式(墩式)的碎石桩(墩),其作用机理类似于振冲法形成的碎石桩,整体形成复合地基。


复合地基剖面图

复合地基现场施工图
另外,对强夯法加固地基的机理认识,还应分宏观机理和微观机理。
(1)宏观机理从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响作出解释。

(2)微观机理,则对冲击力作用下土的微观结构的变化,如土颗粒的重新排列、连接作出解释。宏观机理是外部表现,微观机理是内部依据。

其次,应对饱和土和非饱和土加以区别。

从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。在黏性土中,由于孔隙水压力消散较慢,当夯击能逐渐增大时,孔隙水压力相应叠加,因此可根据孔隙水压力增加值来确定最佳夯击能。在砂性土中,孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟,因此孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加,可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数的关系来确定最佳夯击能。


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