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错点强夯置换处理厚层海相淤积软土路基的机理研究
| 论文题名： | 错点强夯置换处理厚层海相淤积软土路基的机理研究 |
| 关键词： | 道路工程;软土路基;强夯置换;工艺参数;数值模拟 |
| 摘要： | 由于中国复杂多变的地质地形条件，沿海地区的道路工程不可避免地穿过广泛分布的海相沉积淤泥，这给公路的施工质量和后期运营带来了很多挑战。强夯置换法作为适用于处理高饱和度、低透水性、低强度、高压缩性软弱土体的有效手段，自上世纪80年代起已历经30多年的发展，并在沿海地区得到广泛的应用。而与此同时，针对强夯置换法机理和工艺参数的研究往往集中在现场试验和工程经验的总结，至今并未形成完善可靠的理论和工艺设计准则。本文以“新动力排水固结法厚层海相淤积软土路基抗沉降处理关键技术研究”科研项目为依托，以浙江省76省道复线南延玉环楚门至大麦屿疏港公路工程K17+420-K17+830段软土路基处理中应用的强夯置换法为研究对象，对强夯置换加固软土路基的作用机理及主要工艺参数影响进行了室内模型试验研究和数值分析工作。主要的研究内容包括以下几个方面。 首先，结合物理学中的波动理论和碰撞理论，对强夯中涉及到的冲击荷载、能量传递特点进行了分析，并从理论上对强夯置换的机理进行了阐述。在此基础上，依据相似理论设计并实施了室内相似试验，对强夯置换处理淤积软土层的过程进行了模拟研究，通过对试验数据、影像资料的分析总结，得到了试验过程中块石、土体的运移规律，并探讨了夯锤锤径、夯点间距、落距等不同工艺参数对强夯置换效果的影响。 其次，在合理假设的基础上，参照室内相似试验的设计尺寸，采用离散元建模的方法对强夯置换处理软土层的过程进行了数值模拟，对单点及多点强夯置换下块石、土体的移动规律进行了计算分析，得到了强夯置换过程中软土层内孔隙率和位移矢量变化规律，并对比分析了数值模拟和相似模型试验结果的吻合程度。 再次，为研究落距、夯锤锤径、夯点间距等主要工艺参数对强夯置换效果的影响规律，建立了模拟强夯置换的离散元和有限元数值模型。计算最终得到了强夯置换中主要工艺参数与强夯置换效果之间的关系，经对比也与室内试验的结论相符合。 最后，根据实体工程的相关资料，整理得到了强夯置换处理软土路基的完整工艺流程，成果可为沿海地区软基处理提供理论参考和设计指导。 |
| 作者： | 闫迎州 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 张晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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