沖擊荷載作用下淤泥土力學(xué)響應(yīng)特性研究.pdf

1、靜動(dòng)力排水固結(jié)法越來越多地運(yùn)用于加固超軟黏土地基等不良地基當(dāng)中，其中淤泥土在沖擊荷載作用下的力學(xué)響應(yīng)特性受到業(yè)界的特別關(guān)注。本論文選題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《超軟土地基靜動(dòng)力排水固結(jié)快速加固機(jī)理及設(shè)計(jì)理論研究》（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):51178122）。通過本文的研究可以對(duì)淤泥類地基的靜動(dòng)力排水固結(jié)法的加固機(jī)理有更深入的了解和認(rèn)識(shí)，為該法的施工以及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)與依據(jù)。
　　本文首先綜述了沖擊荷載作用下淤泥土力學(xué)響應(yīng)特性、本構(gòu)模型以及

2、模型試驗(yàn)研究等現(xiàn)狀;再進(jìn)行試驗(yàn)研究分析，即利用自行研發(fā)的多向高能高速電磁力沖擊智能控制試驗(yàn)系統(tǒng)，在模型箱設(shè)置多組不同排水體系間距（有無、疏密），對(duì)淤泥土進(jìn)行靜動(dòng)力排水固結(jié)模型試驗(yàn)（1∶30相似比），研究沖擊荷載作用下淤泥類地基孔壓、土壓增長和消散規(guī)律以及沖擊能傳遞規(guī)律，從而通過模擬現(xiàn)場工程了解沖擊荷載作用下淤泥土的力學(xué)響應(yīng);同時(shí)使用SPAX-2000（改進(jìn)型）靜動(dòng)真三軸測試系統(tǒng)對(duì)靜動(dòng)力排水固結(jié)法進(jìn)行模擬，通過淤泥土的三軸沖擊試驗(yàn)，研究不

3、同沖擊頻率(1Hz、8Hz、16Hz)、不同圍壓(200kPa、250kPa、300kPa)與不同中主應(yīng)力(250kPa、300kPa、350kPa)作用下的淤泥土力學(xué)響應(yīng)，旨在不同中主應(yīng)力、圍壓以及不同頻率條件下，進(jìn)一步探討沖擊荷載作用下淤泥土的力學(xué)響應(yīng)特性;最后基于修正劍橋模型和有限特征比模型，將其分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，主要成果如下:
　　一、模型試驗(yàn)研究得到插板較密區(qū)比插板較疏區(qū)孔壓更易消散，工中沉降更大:當(dāng)插板間

4、距加密33％，工中沉降增加25％。這表明排水體設(shè)置是必要的，且應(yīng)保持合理密度;插板越密，軟土各深度H處能量增量占比k與H的曲線斜率由負(fù)值朝正值方向發(fā)展趨勢(shì)越好;而且隨著夯擊遍數(shù)增加，能量在軟基深層分布的比例越大，且深層最終能量增量占處理厚度總能量的比例最大。
　　二、對(duì)于三軸試驗(yàn):
　　1、在相同沖擊頻率、中主應(yīng)力和圍壓作用下，隨著沖擊荷載(30kPa、60kPa、90kPa)的增大，某種體能量增量（附加體應(yīng)力增量×相應(yīng)體應(yīng)

5、變?cè)隽浚╇S之減小;當(dāng)沖擊荷載增大50％(由60kPa增大至90kPa)，對(duì)應(yīng)的某種體能量增量最大可減小38％。這說明高沖擊能作用下土體能量更容易趨于飽和，這為防止橡皮土的產(chǎn)生提供了理論上的解釋。這也再次表明了靜動(dòng)力排水固結(jié)法的加固原則“少擊多遍，逐級(jí)加能”的重要性。
　　2、在相同沖擊荷載大小、中主應(yīng)力和圍壓作用下，隨著沖擊頻率(1Hz、8Hz、16Hz)的增大，軸向應(yīng)變量和某種體能量增量隨之減小，沖擊頻率為8Hz對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變量

6、和某種體能量增量分別比1Hz的最大可減小75％和45％，16Hz對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變量和某種體能量增量比8Hz的最大可減小69％和62％。上述表明低頻沖擊比高頻更有利于能量的傳遞和吸收，這對(duì)于實(shí)際工程中采用低頻沖擊荷載進(jìn)行地基處理提供了重要的參考價(jià)值。
　　3、在相同沖擊荷載大小以及沖擊頻率為1Hz作用下，中主應(yīng)力的存在對(duì)淤泥土的應(yīng)變會(huì)產(chǎn)生一定的影響:隨著中主應(yīng)力的增大(250kPa、300kPa、350kPa)，累積軸向應(yīng)變和累積體應(yīng)