基于应力波理论和侵彻理论的强夯法机理分析

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随着我国土木工程建设事业的发展,强夯法处理地基得到了广泛的应用。但是,强夯法处理地基的设计到目前为止仍然主要靠经验公式,没有严格的理论支持。很多学者作过有关强夯法的研究,但是大部分理论很难应用到具体的工程实践中。本文首先总结了前人对夯击时作用于土体的冲击荷载、夯锤的作用时间、夯坑深度、加固体形状以及土体的本构关系等有关强夯的研究成果,然后在此基础上对强夯理论作了以下分析:1.基于应力波理论,将加固体假设为半无限长圆柱体,考虑其侧面摩擦力和自身重力,采用加载-卸载双线性本构模型,推导出了强夯夯击时土体的波动方程,并采用特征线法进行求解,得到了在加载、卸载的不同时刻,不同深度处地基土体的应力、应变和运动速度的理论表达式。2.采用侵彻理论对强夯法进行了动力分析,分别假设柱塞体为圆柱形和圆台形两种形状,针对夯锤和两种形状柱塞体分别推导了其运动方程,并用Matlab软件进行求解,然后进行了实例验证,结果表明将侵彻理论引入强夯分析是可行的。
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