强夯振动对挡土墙稳定性的影响研究

发布时间：2018-11-20 12:10

【摘要】：强夯是一种广泛应用的土改良技术,在岩土工程领域中有较好的应用效果。强夯加固地基时是将一个具有一定重量的重锤起吊到指定的高度,然后让其自由落下,自由落地的重锤夯击土体产生巨大的能量,提高土体密实度,从而达到地基土体加固的效果。强夯技术环境友好、易于应用,被岩土工程师认为是地基、公路、路堤施工中软弱土加固的主要解决方案之一。但是,强夯地基加固过程中,重锤冲击加固土体的同时,也在地基土体中产生了强烈的振动,强夯振动以波动的方式在地基土体中扩散传播,对场地中和场地周边的环境造成不良影响,甚至导致建筑物的破坏。了解和掌握强夯加固过程中的强夯振动强度及其衰减规律,认识强夯振动对建筑物产生的影响,研究建筑物对强夯振动的响应,确定强夯加固施工相对于建筑物的安全距离,对于最大限度降低强夯振动对工程和环境的负面作用具有重要意义。本文以山西晋北—江苏南京特高压直流输电工程为依托,研究强夯振动对挡土墙的作用和影响。本文研究主要分为两个部分:第一是地基填筑强夯振动波场研究;第二是强夯振动对场地外围挡土墙的影响研究。关于强夯振动波场研究主要开展了以下工作:首先获得了该工程相关的地质资料和工程勘察与设计资料,了解了工程设计对强夯振动影响控制的要求;然后,布置试验测线对现场强夯引起的场地强夯振动进行了监测分析,取得了沿试验测线的场地强夯波场分布和强夯振动衰减的实测数据;最后按场地实际情况建立场地数值模型,以试验测线的实测强夯波成分布为目标函数,利用GDEM软件对该工程场地几个代表性夯点对应的强夯波场分布和强夯振动衰减进行了数值模拟,获得了这几个代表性夯点对应的场地外围拟建挡土墙沿线强夯波动(节律变化)作用的数据。关于强夯振动对场地外围挡土墙影响研究的主要工作包括:首先首先利用代表性夯点的强夯振动波场模拟结果提取挡土墙底部的强夯振动振速时程,分析强夯振动对场地外围挡土墙作用的特点和规律,将强夯振动对挡土墙的作用简化为节律性变化的拟静力荷载;然后,根据挡土墙的尺度特点与强夯振动波场的空间关系,将挡土墙简化为一维梁,分析强夯振动拟静力荷作用下的挡土墙的应力分布,最终通过弯矩图找到了最大的弯矩,和混凝土许用应力进行比较,最后判断是否破坏。通过以上研究,得到了如下结果和认识:(1)数值模拟中,挡土墙总长200m,夯击点位于距挡土墙x向长80m处与挡土墙体垂直的直线上,在这条直线上距挡土墙垂直距离50m、40m和30m三点处,各设置一个代表性夯点,夯击能为6000kN?m。试验模拟过程中发现,在30m夯点处夯击时挡土墙最大的振幅为0.27cm/s、在40m夯点处夯击时挡土墙最大的振幅为0.25cm/s、在50m夯点处夯击时挡土墙最大的振幅为0.21cm/s。通过分析强夯过程中挡土墙振动的规律可以得到振动波形与能量,从而分析挡土墙简化成一维梁的受静力强夯荷载作用时受力特征。(2)通过静力荷载分析可得,在拟静力强夯荷载作用下挡土墙刚好产生剪切破坏时,50m、40m、30m夯击点处梁的最大的弯矩分别为4535kN?m、8035kN?m、16129kN?m,对应的正应力分别为0.34 MPa、0.62 MPa、1.22 MPa。计算结果与规范对比后发现30m不符合要求,因此挡土墙的安全距离为40m。(3)夯点距离挡土墙小于30m时挡土墙的正应力都大于0.7 MPa,挡土墙都会发生破坏。同时,混凝土的强度在龄期为19天时的抗拉强度为0.618MPa,在龄期为20天时的抗拉强度为0.629MPa,说明在混凝土的龄期大于20天后才能在40m处进行强夯。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU472.31;TU476.4

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本文编号：2344879