强夯法加固高路堤的试验与研究

摘要

强夯法加固地基具有工艺简单、效果明显、施工设备少、费用低、质量控制容易、适用范围广、施工周期短等优点。 常吉高速公路为红砂岩高路堤，由于土石混填路基在施工中存在压实度控制困难、施工质量难以保证的特点，这就导致高填土路基的工后沉降大且持续时间长，不利于甚至威胁到行车安全，故设计采用强夯法补强加固高填方路基。为取得强夯加固红砂岩路基的施工参数及加固效果，以优化强夯的施工设计，做了大型的强夯补强加固高填土路基的现场试验。 基于上述问题开展了试验研究，开展了大型的现场试验，通过在不同位置处埋设沉降板，得到了不同夯击能下土体周边变形、土体沉降及不同深度处的沉降关系，建立强夯理论模型，分析了夯沉量与孔隙率和压实度的关系；通过在土中不同位置埋设土压力盒，用动态应变仪记录下不同夯击能量下动应力的曲线，分析了动应力的传播与衰减规律，以及连续夯击时动应力的变化；绘制了动应力等值线图，从等值线图上分析了压缩波、剪切波和瑞雷波的作用范围和强夯加固地基的深度和宽度；最后对强夯加固地基的效果用平板载荷试验和密度探坑试验进行了检验，结果显示强夯法加固高填土路堤效果明显。 结合该试验和其他工程实例，根据量纲的协调性原则，推导出了强夯加固地基有效深度的计算公式，并根据泊松比的定义，提出了强夯加固地基有效范围的经验公式，为今后强夯施工的设计提供了参考依据。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1强夯法的发展综述

1.1.1强夯法的起源

1.1.2强夯法的兴起

1.1.3强夯法的发展

1.2高填土路基的特性

1.2.1高路堤的概念和特点

1.2.2高路堤的试验研究现状

1.3常吉高速公路工程概况及红砂岩的工程性质

1.3.1常吉高速公路工程概况

1.3.2红砂岩路基的工程性质

1.3.3土石混填路基

1.4本文的主要研究内容

1.4.1现场试验

1.4.2本文的主要研究内容

第二章强夯法加固非饱和土的机理分析

2.1冲击波理论

2.1.1弹性半空间中的波体系

2.1.2波的传播

2.1.3冲击波的基本状态方程

2.2强夯加固地基的宏观机理

2.3强夯加固地基的微观分析

第三章强夯现场试验及土体变形试验研究

3.1强夯现场试验概况

3.1.1试验目的和试验内容

3.1.2试验的实施

3.1.3试验方法

3.2土体变形试验研究

3.2.1夯坑周围土体变形分析

3.2.2单点夯沉量试验分析

3.2.3夯沉量随深度变化特性曲线

第四章强夯动应力的量测及其试验研究

4.1强夯动应力的研究现状

4.1.1强夯动应力的理论研究

4.1.2强夯动应力的试验研究

4.2动应力量测方案

4.2.1试验仪器

4.2.2试验仪器的埋设

4.3动应力的传播与衰减规律研究

4.3.1夯锤底的动应力传播与衰减规律

4.3.2连续夯击时动应力的变化规律

4.4夯锤周边的动应力传播和衰减规律

4.4.1夯锤下2m、左2m处动应力的传播及变化规律

4.4.2夯锤下2m、左4m处动应力的传播及变化规律

4.4.3夯锤下5m、左2m处动应力的传播及变化规律

4.4.4夯锤下5m、左4m处动应力的传播及变化规律

4.5连续夯击时动应力等值线图的变化

4.6试验结论

第五章强夯效果检验与施工参数的确定

5.1承载力试验

5.1.1承载力试验简介

5.1.2试验成果及分析

5.2测试密度的探坑试验

5.2.1密度试验简介

5.2.2密度试验成果及其分析

5.3强夯施工参数的确定

5.3.1普夯区土体平均沉降量的计算

5.3.2强夯夯沉量与孔隙率及压实度的关系

5.3.3夯沉量与孔隙率、压实度的计算分析

5.3.4强夯施工参数的确定

第六章强夯加固范围的理论研究

6.1研究现状

6.2强夯加固范围的主要影响因素分析

6.2.1锤重和落距(夯击能)

6.2.2夯锤面积

6.2.3夯击次数

6.2.4强夯加固机理

6.2.5土体类型、级配、孔隙比、容重、含水量等指标

6.3强夯加固范围的理论推导

6.3.1强夯加固深度的计算公式

6.3.2强夯加固深度计算公式的分析

6.3.3强夯加固范围的计算公式

第七章结论与展望

7.1结论

7.2论文的创新点

7.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的论文发表情况及科研情况