随着近年来我国铁路、公路、水利、港口等基础建设行业的迅速发展，规模的不断扩大，有效提高工程质量和降低工程造价这一工程目标更是被提上日程。强夯法具有造价低、施工简单等优点，是一种经济快捷的地基处理技术，目前已被广泛应用于港口、铁路、公路、桥梁、工业与民用建筑等涉及到地基处理的各个领域。由于强夯效果的影响因素多，作用机理十分复杂，正确认识强夯法的工作机理，对提高强夯工程质量和速度具有重要意义。　　 本文在归纳总结目前国内外强夯法机理研究的基础上，指出目前强夯机理落后于工程实践的发展，理论的不成熟在一定程度上会阻碍工程实践的发展，因此需要打破现有理论局面去寻找新的途径。本文尝试将冲击动力学方面的侵彻理论应用到强夯法机理中解决强夯问题。在实际施工过程中，由于土均为各向异性材料，虽然波动理论、动力固结理论和动力置换原理等三种目前被普遍认可的强夯加固理论各有特色，但局限于用某一种理论对土的加固机理予以解释难以达到全面地了解强夯法机理，需要综合考虑各种理论才能对强夯法加固地基的机理有较全面的认识。基于此，本文尝试借助冲击动力学方面的侵彻理论分析研究强夯的作用机理。侵彻过程跟强夯过程的相似性是本文的出发点，根据侵彻理论中的塑性力学推导出强夯冲击方程，借助数值分析软件MATLAB求解方程，然后结合工程实例对强夯过程进行分析，最后用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对强夯过程进行仿真，以求达到全面认识强夯法的机理。　　 文章内容如下：　　 首先，在分析总结强夯法理论中的作用机理、有效加固深度和加固体形状等强夯法的理论研究现状、强夯法的数值模拟研究现状和概述侵彻理论的基础上，正确认识强夯所需解决的问题，提出本文的研究目的和意义。　　 其次，假设夯锤和土体的组合体为圆柱体，运用塑性力学知识来对夯锤和土体的组合体进行分析研究，得出组合体的运动方程。选取工程实例得到运动方程所需要的参数，借助MATLAB软件强大的数值分析功能，根据初始条件和假设得到位移的数值解，进而得到其他未知数的数值解；利用MATLAB软件自带的成图功能由数值解得到位移和其他未知数的时程曲线，对比现场数据和分析应变场和应力场的变化规律，从而验证其合理性。　　 最后，结合数值分析软件ANSYS/LS-DYNA对强夯过程进行三维数值模拟分析，把夯锤简化为刚体，土体选取Plastic-Kinematic理想弹塑性模型，采用面对面自动侵蚀接触方式来模拟夯锤和土体的力学行为，利用动力分析后处理软件Prepost分析了强夯应变和应力随时间变化的规律，同时分析了土体塑性发展分布规律。由分析结果知应变场和应力场与数值解大致一致，进一步验证了数值解的合理性。　　 通过上述内容的分析研究，可以得到下列的结论。　　 1、通过MATLAB软件数值解得出以下结论：　　 1)由侵彻理论建立的方程求解可以得到夯锤和土体的位移、速度、加速度和接触力随时间的变化规律，而且这些规律跟实际情况基本一致。　　 2)土体的位移随时间的变化，由零开始逐渐上升到一定值就稳定了，该值就是夯坑的深度。在上升过程中，不存在下降阶段和折线形式，为平稳圆滑曲线。　　 3)夯锤的速度随时间，由接触地面的初始值快速下降，最后迅速接近于零并稳定于零。在下降过程中，不存在下降阶段和折线形式，为平稳圆滑曲线。　　 4)接触力的变化情况跟夯锤的速度变化情况一致。　　 5)强夯过程中柱塞体的侧面摩擦力随时间，由零开始迅速上升，达到一个最高值后就快速下降，最后趋于一个稳定值。　　 6)在接触力的组成中，压缩力的值相对于惯性力的值来说要小很多，大约相差一个数量级。　　 2、通过ANSYS/LS-DYNA软件仿真得出以下结论：　　 1)夯锤和土体位移时程曲线的变化情况跟侵彻理论得到的基本一致，不同点在于最后的稳定值不同。利用仿真软件还可以得到不同点处的位移变化规律，从中发现离地面越近位移越大，而且衰减的速度越快。　　 2)土体中的应力随时间变化的等值线呈似椭圆形，应力随着深度的增加时间上具有一定的滞后性，体现了应力波在土体中的传播特性。　　 3)夯锤和土体的加速度随时间变化，都是由零开始急剧上升达到最大值后就快速下降并逐渐趋于稳定于一个定值，最后都回归到零。不同点在于，夯锤加速度变化曲线只有一个上升阶段；而土体的加速度曲线具有多个上升阶段，可以看出土体是在多次冲击波的作用下压密固结的。　　 4)夯锤和土体的速度变化情况是不一致的。夯锤的速度随时间的变化情况和由侵彻理论得到的曲线变化基本一致，不同点在于曲线变化过程中速度值变化的快慢。土体的速度随时间变化，由零开始急剧下降到一个最低值后就慢慢的上升，最后趋于稳定于零。v5)土体在强夯的冲击作用下，发生塑性变形从而达到压密固结。随着时间的变化，塑性区不断地向夯锤的下方和四周方向扩张。