[發(fā)明專利]一種簡(jiǎn)便計(jì)算強(qiáng)夯作用下相鄰夯點(diǎn)間土體加固效果的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810046614.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108229050B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王威;馮青松;孫魁;楊成忠;張思皓;甘宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;E02D3/046
• 代理公司: 上海申蒙商標(biāo)專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

本發(fā)明涉及土體加固技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種簡(jiǎn)便計(jì)算強(qiáng)夯作用下相鄰夯點(diǎn)間土體加固效果的方法，包括以下步驟：獲得應(yīng)用強(qiáng)夯加固區(qū)內(nèi)的土體參數(shù)以及強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)；根據(jù)所述土體參數(shù)和強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)并結(jié)合強(qiáng)夯數(shù)值模型圖，得到不同深度處土體相對(duì)密實(shí)度增量比與每錘夯擊能、夯錘半徑、夯點(diǎn)間距以及夯擊次數(shù)的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述的不同深度處土體相對(duì)密實(shí)度增量比，建立相鄰夯點(diǎn)中間點(diǎn)處相對(duì)密實(shí)度增量比隨深度變化關(guān)系。本發(fā)明方法原理簡(jiǎn)單，能夠科學(xué)簡(jiǎn)便的計(jì)算和預(yù)測(cè)土體的強(qiáng)夯法施工的加固效果，節(jié)約施工成本，提高強(qiáng)夯施工參數(shù)估算值的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土體加固技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種簡(jiǎn)便計(jì)算強(qiáng)夯作用下相鄰夯點(diǎn)間土體加固效果的方法。

背景技術(shù)

強(qiáng)夯法被廣泛用于對(duì)土質(zhì)較差的地基土體進(jìn)行加固。相較于其它土體加固方法，具有施工方便、成本優(yōu)勢(shì)顯著等特點(diǎn)。現(xiàn)階段，強(qiáng)夯設(shè)計(jì)主要根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式估算施工參數(shù)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯進(jìn)行確定。而現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)公式主要側(cè)重于對(duì)強(qiáng)夯加固范圍大小與單夯點(diǎn)相關(guān)施工參數(shù)的定量分析，對(duì)多夯點(diǎn)相關(guān)施工參數(shù)的定量研究關(guān)注較少，而且并未涉及對(duì)強(qiáng)夯加固范圍內(nèi)土體加密程度的評(píng)估，因此對(duì)強(qiáng)夯加固范圍內(nèi)土體土體壓密程度關(guān)系進(jìn)行定量研究就非常有必要。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，Wang, W.Chen, J.J, Wang,J.H.在2017年SoilDynamics and Earthquake Engineering發(fā)表Estimation method for grounddeformation of granular soils caused by dynamic compaction.提出了基于數(shù)值計(jì)算結(jié)果提出了一種估算強(qiáng)夯地表變形量方法，并分別給出了歸一化的每錘夯擊能、夯擊沖量、夯錘尺寸以及夯擊次數(shù)與歸一化的地表變形量的關(guān)系曲線。姚仰平和張北戰(zhàn)在2016年《巖土力學(xué)》基于體應(yīng)變的強(qiáng)夯加固范圍研究.提出基于數(shù)值模型計(jì)算結(jié)果建立了強(qiáng)夯加固范圍大小與每錘夯擊沖量、夯擊次數(shù)、夯錘尺寸的無(wú)量綱關(guān)系式，計(jì)算公式考慮了地基土體初始干密度的影響。

現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)公式主要側(cè)重于對(duì)強(qiáng)夯加固范圍大小與單夯點(diǎn)相關(guān)施工參數(shù)的定量分析，對(duì)多夯點(diǎn)相關(guān)施工參數(shù)的定量研究關(guān)注較少，而且僅局限于對(duì)強(qiáng)夯有效加固深度或夯坑深度與施工參數(shù)之間關(guān)系的定量研究，而強(qiáng)夯并非只對(duì)夯點(diǎn)底部土體進(jìn)行加固，同時(shí)對(duì)夯點(diǎn)四周一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固，因此在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)公式選擇施工參數(shù)的準(zhǔn)確性較差，需反復(fù)試夯以修正施工參數(shù)，造成施工成本的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種簡(jiǎn)便計(jì)算強(qiáng)夯作用下相鄰夯點(diǎn)間土體加固效果的方法，通過(guò)提出一個(gè)計(jì)算相鄰夯點(diǎn)的中間點(diǎn)處土體壓密程度隨深度變化的公式，從而能夠更科學(xué)地、簡(jiǎn)便地評(píng)價(jià)強(qiáng)夯法施工的加固效果，節(jié)約施工成本，提高強(qiáng)夯施工參數(shù)估算值的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

第一步，充分收集工作區(qū)已有地質(zhì)資料和現(xiàn)有設(shè)備資料，掌握?qǐng)龅赝馏w參數(shù)，包括有：各層土壤類別及其厚度（h/m），初始相對(duì)密實(shí)度（Dr0）以及塑性指數(shù)（Ip）；根據(jù)強(qiáng)夯施工計(jì)劃和方案，確定強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)，包括有：夯錘重量（Wt/ T），夯錘落距（H/m），夯錘半徑（r/m），夯擊次數(shù)（Ni）；夯點(diǎn)間距（Sd/m）。

第二步：根據(jù)所述的土體參數(shù)和強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)并結(jié)合強(qiáng)夯數(shù)值模型圖；得到不同深度處土體相對(duì)密實(shí)度增量比與每錘夯擊能、夯錘半徑、夯點(diǎn)間距以及夯擊次數(shù)的函數(shù)關(guān)系。

根據(jù)所述的不同深度處相對(duì)密實(shí)度增量比，在考慮夯坑深度和有效加固深度的基礎(chǔ)上，建立相鄰夯點(diǎn)中間點(diǎn)處相對(duì)密實(shí)度增量比隨深度變化關(guān)系。

所述強(qiáng)夯數(shù)值模型，是將相鄰夯點(diǎn)的中間區(qū)域可分為三部分（松弛擾動(dòng)區(qū)、強(qiáng)加固區(qū)、弱加固區(qū)），在夯坑深度范圍內(nèi)為松弛擾動(dòng)區(qū)，由于該區(qū)的土體在振松作用下處于剪脹狀態(tài)，密實(shí)度降低，因此本發(fā)明不考慮松弛擾動(dòng)區(qū)，主要對(duì)強(qiáng)加固區(qū)和弱加固區(qū)的在內(nèi)的加固區(qū)域進(jìn)行研究，該區(qū)的土體在強(qiáng)夯作用下被壓實(shí)。總結(jié)分析得出各部分土體壓密程度與深度關(guān)系，建立直角坐標(biāo)。