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原文传递一种强夯置换软土路基处理方法及装置

专利名称：	一种强夯置换软土路基处理方法及装置
摘要：	本发明提出了一种强夯置换软土路基处理方法及装置，通过对需要进行强夯置换软土路基的区域进行实地勘测，获取该区域的基础数据信息，根据基础数据信息对实地勘测区域的原状土进行采样，所述基础数据信息包括土壤类型、含水率、地址地貌以及区域环境；对采集的原状土进行参数测定。在强夯置换的作用下，软土的排水性能会得到改善，从而提高了地基土的密实度和抗剪强度，增加了地基土的承载能力；强夯置换可以减小路基变形，使路面分布均匀，增加路面的稳定性和耐久性；与传统路面处理方法相比，强夯置换具有环保、经济、施工便捷等优点。
专利类型：	发明专利
申请人：	江西中煤建设集团有限公司;江西中煤勘察设计总院有限公司
发明人：	章亮亮;吴乐;周辅昆;吴旭恒
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311228954.3
公开号：	CN117090182A
代理机构：	安徽万幸合盛知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	钟忠
分类号：	E02D3/046;E02D1/00;E;E02;E02D;E02D3;E02D1;E02D3/046;E02D1/00
申请人地址：	330001 江西省南昌市红谷滩区九龙大道1177号;
主权项：	1.一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述方法包括： S1：通过对需要进行强夯置换软土路基的区域进行实地勘测，获取该区域的基础数据信息，根据基础数据信息对实地勘测区域的原状土进行采样，所述基础数据信息包括土壤类型、含水率、地址地貌以及区域环境； S2：对采集的原状土进行参数测定，所述参数包括原状土含水率、内部孔隙压力以及土体承载力，对测定的原状土参数进行计算并制定强夯置换施工的基本参数，所述强夯置换施工的基本参数包括夯击能，夯击次数，夯击遍数以及时间间隔； S3：将原状土采样区域划分为第一测试区域、第二测试区域以及第三测试区域，每个测试区域对应不同的置换材料，对第一测试区域进行试夯置换测试实验，实验结束后，在第一测试区域设置四处监测点对第一测试区域进行监测，监测工后沉降； S4：保持基本参数不变，分别对第二测试区域以及第三测试区域进行试夯置换测试实验，并在第二测试区域以及第三测试区域分别设置四处监测点进行监测；并与第一测试组进行对照，获得实验结果，所述实验结果包括第一测试区域、第二测试区域以及第三测试区域施工完成后的地基承载力以及夯间土含水率； S5：对试验结果进行数据整理和理论分析，建立不同置换材料、置换桩间距与强夯置换处理效果之间的量化规律； S6：根据所述量化规律，通过数值模拟将最优桩间距与置换填料导入数值模拟软件，建立强夯置换模型，验证相关实验结果，根据验证结果建立相关经验参数。 2.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述通过对需要进行强夯置换软土路基的区域进行实地勘测，获取该区域的基础数据信息，根据基础数据信息对实地勘测区域的原状土进行采样，所述基础数据信息包括土壤类型、含水率、地址地貌以及区域环境，包括： S11：根据需要进行强夯置换软土路基的区域范围确定需要进行实地勘测的范围，并对该区域进行实地勘测，获取该区域的基础数据信息； S12：在需要进行实地勘测的范围内选择多个采样点,采样点个数记作n，其中n为正整数且n＞1，并根据采样顺序对采样点进行标号，记作第一采样点…第n采样点，两两采样点之间的距离为47-72米； S13：并根据该区域的土壤类型选择采样工具对原状土进行采样。 3.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述对采集的原状土进行参数测定，所述参数包括原状土含水率、内部孔隙压力以及土体承载力，对测定的原状土参数进行计算并制定强夯置换施工的基本参数，所述强夯置换施工的基本参数包括夯击能，夯击次数，夯击遍数以及时间间隔，包括： S21：通过测试工具对采集的多个区域的原状土分别进行参数测定，得到每个采样点的原状土参数；所述测试工具包括水分仪以及压缩试验机； S22：对每个采样点的原状土参数进行分析比较各个采样点之间测定参数的值，如果各个采样点之间参数测定的参数值偏差小于11％则对它们进行加权计算求各个参数的平均值，如果偏差大于等于11％则重复S11-S13的步骤进行采样测算； S23：根据测定的原状土参数进行计算并制定强夯置换施工的基本参数； S24：并对采样过程进行记录，所述记录信息包括采样地点、采样时间、地面标高、测试工具以及测试结果。 4.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述将原状土采样区域划分为第一测试区域、第二测试区域以及第三测试区域，每个测试区域对应不同的置换材料，所述置换材料包括碎石、建筑废料以及矿渣；所述第一测试区域对应碎石、第二区域对应固体建筑废料、第三区域对应矿渣，每个测试区域又划分为三个置换区域，每个置换区域分别对应不同的置换桩间距，所述置换桩间距分别为4m、5m以及6m，所述第一测试区域又包括第1.1置换区域，第1.2置换区域，第1.3置换区域，所述第二测试区域又包括第2.1置换区域，第2.2置换区域，第2.3置换区域，所述第三测试区域又包括第3.1置换区域，第3.2置换区域，第3.3置换区域，所述第1.1置换区域、第2.1置换区域以及第3.1置换区域置换间距为4m，所述第1.2置换区域、第2.2置换区域以及第3.2置换区域置换间距为5m，所述第1.3置换区域、第2.3置换区域以及第3.3置换区域置换桩间距为6m。 5.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，根据制定强夯置换施工的基本参数对所述第一测试区域进行试夯置换测试实验，具体测试实验步骤包括：在点夯夯点位置铺设1.0m填料，通过夯锤进行强夯操作，强夯过程中夯坑深度超过1.0m深度后，向夯坑内均匀铺设填料，铺填填料的厚度为0.5m，铺设完填料后继续进行强夯操作，强夯至最后两击平均夯沉量小于50mm后停止强夯操作，若强夯至最后两击平均夯沉量仍然大于50mm应继续逐级添加填料进行强夯。 6.根据权利要求5所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述夯锤直径2m，点夯夯击能2000KN·m，满夯夯击能1000KN·m，点夯2遍，每遍4～6击，满夯1遍，每遍3～5击，夯击过程中记录夯沉量与夯击次数；夯击结束后，采用平板载荷法测定路基承载力。 7.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述在第一测试区域设置四处监测点对第一测试区域进行监测，监测工后沉降；所述监测点分为监测点1、监测点2、监测点3以及监测点4，所述监测点1设置在地表，所述监测点2设置在地表以下0.25米，所述监测点3设置在地表以下0.5米，所述监测点2设置在地表以下0.75米。 8.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述对试验结果进行数据整理和理论分析，建立不同置换材料、置换桩间距与强夯置换处理效果之间的量化规律，包括： S51：对实验结果进行整理和归纳，包括第一测试区域、第二测试区域以及第三测试区域施工完成后的地基承载力以及夯土含水率； S52：将实验结果与置换材料以及置换桩间距进行量化和统计分析，所述统计分析包括方差分析以及回归分析；得出强夯置换处理效果与不同置换材料置换桩之间的关系。 9.根据权利要求1所述一种强夯置换软土路基处理方法，其特征在于，所述根据所述量化规律，通过数值模拟将最优桩间距与置换填料导入数值模拟软件，建立强夯置换模型，验证相关实验结果，根据验证结果建立相关经验参数，包括： S61：根据量化规律分析，确定最优的置换填料和桩间距离，并针对不同情况分别进行模拟； S62：选取合适的数值模拟软，进行模型建立； S63：设定模型的各项参数，所述参数包括地基土体的性质参数、置换层材料的性质参数、置换桩间距参数、夯锤标准以及夯击力； S64：根据设定的模型的各项参数进行数值模拟计算，并得模拟计算结果；将模拟结果与实验数据进行比较，并对模拟结果进行修正和优化； S65：基于已经完成的数值模拟结果，建立相应的经验参数模型，所述经验参数模型包括强夯置换处理效果与不同置换材料、置换桩间距之间的关系，以及强夯处置后地基承载力的提升幅度、夯击能量与土壤平面反应的关系； S66：对所建立的经验参数模型进行定期检验和优化，以确保其有效性和可靠性，并结合实践经验不断完善、调整模型，为实际施工提供科学依据。 10.一种强夯置换软土路基处理装置，所述装置包括数据采集器、存储器以及处理器，所述数据采集器的输出端与所述处理器的输入端之间进行双工通信连接，所述处理器的输出端与所述存储器的输入端之间进行双工通信连接，所述处理器执行强夯置换软土路基处理时实现权利要求1-9所述方法的步骤。