动力排水固结法加固软土路基孔隙水压力长消规律数值分析
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２ １ 基 本 假 定 ．
角洲某 高速公 路 试 验 路 段 为 例 ， 用 Ｆ Ａ 软 件 ， 采 ＬＣ 综 合 考虑地 基及施 工条 件后 进行 了动力 排水 固结法 的数 值 模拟 。研究 动力排 水 固结法施 工 时软土 中孔 隙水压
力 的变化 规律 ， 为动 力 排水 固结 法 加 固机 理 的研 究 提
场 地 地 处 珠 江 人 海 口 ， 貌 主 要 属 低 丘 陵 地 带 。 沿 线 地
３ ）夯锤 为短 圆柱状 ， 可视 为轴对 称动力 问题 。 故
２ ２ 计 算 范 围 及 网 格 划 分 ． 为 消 除 边 界 效 应 的 影 响 ， 考 实 际 工 程 的 现 场 监 参
主要为 海河 冲积平 原 ， 势开 阔低平 。上覆 土层 软弱 ， 地
出 。亦 即 ， 动荷载 作用 下 孔 隙水 压 力 的 发展 变 化是 土体变形 和强 度变 化 的根 本 因素 。 Ｆ Ａ 特别适 合 于模 拟 岩 土 材 料 达 到 屈 服极 限 ＬＣ 后产生 塑 性 流 动状 态 的 力 学行 为 。本 文 以珠 江 三
２ 计 算 模 型 及 参 数 选 取
作者简介： 薛茹 （９ ５ ） 女 ， 南 焦 作人 ， 授 ， 学 博 士 。 １６ 一 ， 河 教 工
铁
道
建
筑
规 定原点 在夯锤 底 面 圆 心处 ， 轴 向右 为 正 ， 轴 向上 ｚ
测 资料 ， 定 以夯锤 中轴线 为 中心 ， 确 向两边 各取 １ ５ ｍ，
软土发 育 ， 厚度 大 。在 路 基填 土 及 持续 的交 通 载荷 作
用下 ， 可能会 因为软土 强度不 足造 成地基 破坏 ， 者 很 或
深度 取 １ 为 数值 模 拟 的计 算 范 围。砂 井 长 １ ｎ ８ｍ ２ ｉ，
薛 茹 ， 广 慧 李
（ 州 航 空 工 业 管 理学 院 土木 建筑 工 程 学 院 ， 州 郑 郑 ４０ １） ５０ ５
摘 要 ： 用 Ｆ Ａ 如软 件 对 动 力 排 水 固 结 过 程 进 行 数 值 模 拟 ， 动 力排 水 固结 法 加 固 软 土 路 基 时 土 中 孔 采 ＬＣ 对 隙 水 压 力 的 变化 做 了分 析 ， 探 求 孔 隙 水 压 力 的 长 消规 律 ， 动 力排 水 固结 法 加 固机 理 及 施 工 方 法提 供 以 为
于 土 中 孔 隙 水 压 力 能 否 迅 速 消 散 ， 隙 水 能 否 尽 快 排 孔
１ ２ 计算 方案 ．
计算 中夯 锤质量 取 １ ， ６ｔ夯锤 直径 取 ２ ｍ， 锤接 夯 触地 面瞬间 的速度 为 １． ／ 。计 算 时考 虑 夯 一击 ， １２ ｍ ｓ
垂直 落距 为 ６ ３ 模 拟 总 时 问 ０ １ 。为 了研 究袋 ． ７ｍ， ．６Ｓ 装砂 井 的排水 固结 作用 ， 按不 加 砂 井及 加 砂 井 两 种情 况来 计算 ， 但不 考虑砂 井强 度对 地基强 度 的影响 。
直 径 １ ｍ ， 间 距 ２Ｉ 置 。 ０ｃ 按 ｎ布
由于软 土 固结 沉降缓 慢引起 较大 的工 后沉 降而造 成路
划 分计 算 区域 网格 时 ， 照 模 型 的空 间 网格 尺 寸 依
应 该 小 于 输 入 波 长 的 １ ８到 １ １ ， 时 考 虑 缩 短 计 算 ／ ／０ 同
各向ｌ 。 司性
供 一定 的理论依 据 。
１ 工 程 概 况 及 计 算 方 案
１ １ 工 程 概 况 ．
２ ）夯 锤 施 加 的 荷 载 在 接 触 面 上 均 匀 分 布 。
为 了研 究动 力排水 固结 法加 固软 土路基 的数值 方 法， 我们 选取 珠江 三 角 洲某 高 速 公 路 为研 究 对 象 。该
铁道Leabharlann 建筑 ８５
２１ ０ １年第 ３期
Ｒａ ｌ ｙ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉｗａ ｉ ｅ ｒｎｇ
文 章 编 号 ：０ ３ １９ （０ １ ０ —０ ５ ０ １０ —９ ５ ２ １ ） ３ ０ ８ —３
动 力 排 水 固 结 法 加 固软 土 路 基 孔 隙水 压 力 长 消 规 律 数 值 分 析
影响动力排水加 固效果 的因素很 多 ， 用数值模 拟方 法分析所有 的确定 或不确定 因素 既不 可能也无 必要 ， 我
们 所研究 问题 的重 点是 了解 夯击 过程 中孔 隙水 压 力 的
变化规律 ， 因此在 数值模拟分析 中作 如下假设 ： １ ）地 面 以下土 体 为 水平 层 状 ， 层 土 视 为 均值 、 每
理论根 据 。
关 键 词 ： 力 排 水 固 结 法 软 土 地 基 处理 孔 隙水 压 力 数 值 模 拟 动 中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ２ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ７ Ｂ
随着工 程建设 规 模 和复 杂 程 度 的不 断 加 大 ， 土 岩 工程 所面 临 的荷 载 、 土 性 质 、 界 条 件 等也 愈 加 复 岩 边
面结 构 的破 坏 ， 能 满 足道 路 对 地 基 的 要 求 ， 不 因此
采 用 动 力 排 水 固结 法 对 软 土 进 行 处 理 。
杂 ， 多工程 问题 离开 大 型数 值 模 拟 软件 和 电子 计算 许
机便无 法 进 行 理 论 分 析 。动 力 排 水 固结 法 处 理 淤 泥、 淤泥质 软土时 能否取 得 预期 的加 固效 果 ， 键取 决 关
收 稿 日期 ：００ ０ ． １修 回 日期 ：０ ０ １ －１ ２ １－９Ｏ ； ２ １．２ ３
基 金 项 目 ：０ ０年 河南 省科 技 攻 关 项 目 （ ０ １ ２ １ ３ ２ ２１ １２ ０２ ０ ７ ）
运 行 时问 的原则 ， 夯锤 中轴线 左 右 各 ３Ｉ 范 围 内的 取 ｌ Ｔ 基 本 网格为 ０ ５ｍ ×１ ０ ｍ ×１０ ｍ， ． ． ． 其余 部 分 网格 调 整 为 １ ０ｍ×１ ０ｍ×１ ２ ． ． ． ５ｍ。采用 右 手螺 旋 坐标 系 ，
角洲某 高速公 路 试 验 路 段 为 例 ， 用 Ｆ Ａ 软 件 ， 采 ＬＣ 综 合 考虑地 基及施 工条 件后 进行 了动力 排水 固结法 的数 值 模拟 。研究 动力排 水 固结法施 工 时软土 中孔 隙水压
力 的变化 规律 ， 为动 力 排水 固结 法 加 固机 理 的研 究 提
场 地 地 处 珠 江 人 海 口 ， 貌 主 要 属 低 丘 陵 地 带 。 沿 线 地
３ ）夯锤 为短 圆柱状 ， 可视 为轴对 称动力 问题 。 故
２ ２ 计 算 范 围 及 网 格 划 分 ． 为 消 除 边 界 效 应 的 影 响 ， 考 实 际 工 程 的 现 场 监 参
主要为 海河 冲积平 原 ， 势开 阔低平 。上覆 土层 软弱 ， 地
出 。亦 即 ， 动荷载 作用 下 孔 隙水 压 力 的 发展 变 化是 土体变形 和强 度变 化 的根 本 因素 。 Ｆ Ａ 特别适 合 于模 拟 岩 土 材 料 达 到 屈 服极 限 ＬＣ 后产生 塑 性 流 动状 态 的 力 学行 为 。本 文 以珠 江 三
２ 计 算 模 型 及 参 数 选 取
作者简介： 薛茹 （９ ５ ） 女 ， 南 焦 作人 ， 授 ， 学 博 士 。 １６ 一 ， 河 教 工
铁
道
建
筑
规 定原点 在夯锤 底 面 圆 心处 ， 轴 向右 为 正 ， 轴 向上 ｚ
测 资料 ， 定 以夯锤 中轴线 为 中心 ， 确 向两边 各取 １ ５ ｍ，
软土发 育 ， 厚度 大 。在 路 基填 土 及 持续 的交 通 载荷 作
用下 ， 可能会 因为软土 强度不 足造 成地基 破坏 ， 者 很 或
深度 取 １ 为 数值 模 拟 的计 算 范 围。砂 井 长 １ ｎ ８ｍ ２ ｉ，
薛 茹 ， 广 慧 李
（ 州 航 空 工 业 管 理学 院 土木 建筑 工 程 学 院 ， 州 郑 郑 ４０ １） ５０ ５
摘 要 ： 用 Ｆ Ａ 如软 件 对 动 力 排 水 固 结 过 程 进 行 数 值 模 拟 ， 动 力排 水 固结 法 加 固 软 土 路 基 时 土 中 孔 采 ＬＣ 对 隙 水 压 力 的 变化 做 了分 析 ， 探 求 孔 隙 水 压 力 的 长 消规 律 ， 动 力排 水 固结 法 加 固机 理 及 施 工 方 法提 供 以 为
于 土 中 孔 隙 水 压 力 能 否 迅 速 消 散 ， 隙 水 能 否 尽 快 排 孔
１ ２ 计算 方案 ．
计算 中夯 锤质量 取 １ ， ６ｔ夯锤 直径 取 ２ ｍ， 锤接 夯 触地 面瞬间 的速度 为 １． ／ 。计 算 时考 虑 夯 一击 ， １２ ｍ ｓ
垂直 落距 为 ６ ３ 模 拟 总 时 问 ０ １ 。为 了研 究袋 ． ７ｍ， ．６Ｓ 装砂 井 的排水 固结 作用 ， 按不 加 砂 井及 加 砂 井 两 种情 况来 计算 ， 但不 考虑砂 井强 度对 地基强 度 的影响 。
直 径 １ ｍ ， 间 距 ２Ｉ 置 。 ０ｃ 按 ｎ布
由于软 土 固结 沉降缓 慢引起 较大 的工 后沉 降而造 成路
划 分计 算 区域 网格 时 ， 照 模 型 的空 间 网格 尺 寸 依
应 该 小 于 输 入 波 长 的 １ ８到 １ １ ， 时 考 虑 缩 短 计 算 ／ ／０ 同
各向ｌ 。 司性
供 一定 的理论依 据 。
１ 工 程 概 况 及 计 算 方 案
１ １ 工 程 概 况 ．
２ ）夯 锤 施 加 的 荷 载 在 接 触 面 上 均 匀 分 布 。
为 了研 究动 力排水 固结 法加 固软 土路基 的数值 方 法， 我们 选取 珠江 三 角 洲某 高 速 公 路 为研 究 对 象 。该
铁道Leabharlann 建筑 ８５
２１ ０ １年第 ３期
Ｒａ ｌ ｙ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉｗａ ｉ ｅ ｒｎｇ
文 章 编 号 ：０ ３ １９ （０ １ ０ —０ ５ ０ １０ —９ ５ ２ １ ） ３ ０ ８ —３
动 力 排 水 固 结 法 加 固软 土 路 基 孔 隙水 压 力 长 消 规 律 数 值 分 析
影响动力排水加 固效果 的因素很 多 ， 用数值模 拟方 法分析所有 的确定 或不确定 因素 既不 可能也无 必要 ， 我
们 所研究 问题 的重 点是 了解 夯击 过程 中孔 隙水 压 力 的
变化规律 ， 因此在 数值模拟分析 中作 如下假设 ： １ ）地 面 以下土 体 为 水平 层 状 ， 层 土 视 为 均值 、 每
理论根 据 。
关 键 词 ： 力 排 水 固 结 法 软 土 地 基 处理 孔 隙水 压 力 数 值 模 拟 动 中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ２ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ７ Ｂ
随着工 程建设 规 模 和复 杂 程 度 的不 断 加 大 ， 土 岩 工程 所面 临 的荷 载 、 土 性 质 、 界 条 件 等也 愈 加 复 岩 边
面结 构 的破 坏 ， 能 满 足道 路 对 地 基 的 要 求 ， 不 因此
采 用 动 力 排 水 固结 法 对 软 土 进 行 处 理 。
杂 ， 多工程 问题 离开 大 型数 值 模 拟 软件 和 电子 计算 许
机便无 法 进 行 理 论 分 析 。动 力 排 水 固结 法 处 理 淤 泥、 淤泥质 软土时 能否取 得 预期 的加 固效 果 ， 键取 决 关
收 稿 日期 ：００ ０ ． １修 回 日期 ：０ ０ １ －１ ２ １－９Ｏ ； ２ １．２ ３
基 金 项 目 ：０ ０年 河南 省科 技 攻 关 项 目 （ ０ １ ２ １ ３ ２ ２１ １２ ０２ ０ ７ ）
运 行 时问 的原则 ， 夯锤 中轴线 左 右 各 ３Ｉ 范 围 内的 取 ｌ Ｔ 基 本 网格为 ０ ５ｍ ×１ ０ ｍ ×１０ ｍ， ． ． ． 其余 部 分 网格 调 整 为 １ ０ｍ×１ ０ｍ×１ ２ ． ． ． ５ｍ。采用 右 手螺 旋 坐标 系 ，
