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细颗粒红砂岩风化土冲击加固研究

郭志柳  
【摘要】:赣南地区为红砂岩高度发育区,该地区山地表层大量的存在细颗粒红砂岩风化土,利用该地区公路路堑建设过程中所挖的山地表层细颗粒红砂岩风化土进行临近路段路堤填筑具有一定的实际意义。强夯法以其适用范围广泛、加固效果显著、有效加固深度深、施工机具简单、不耗贵重材料甚至不耗材料、造价低、工期短的特点而受到了广泛的应用。 根据赣南地区大量存在细颗粒红砂岩风化土的原因,考虑以细颗粒红砂岩风化土作为高等级公路中的路堤填料在赣南地区将会有很广阔的应用前景,对细颗粒红砂岩风化土的冲击加固从理论、室内试验、现场加固效果以及数值模拟分析方面进行了研究。 开展的工作主要有以下几个方面: (1)通过对土体冲击波动理论和土体冲击侵彻理论的探讨,分析了土体冲击加固效果的主要影响因素,得到了土体在冲击加固时锤底的接触应力、加载时间、卸载时间、最大位移量和锤体的侧向摩阻力理论计算公式。 (2)对细颗粒红砂岩风化土进行了室内冲击试验研究,分析了土体冲沉量、上、中、下层土干密度和无侧限抗压强度在不同冲击方案下的变化情况,定性的探讨了土体内部的能量传播规律。 (3)对大庆至广州国家高速公路江西龙南里仁~杨村(赣粤界)A段路线中K21+54~K21+660段和K23+780~K23+880段细颗粒红砂岩风化土高填路堤不同强夯加固方案现场检测结果进行了分析,从面波波速、压实度、地基承载力、压缩模量方面确定了强夯加固方案的可行性。 (4)考虑不同冲击遍数下细颗粒红砂岩风化土的物理力学性质和冲击接触应力及其加、卸载时间的变化,对现场细颗粒红砂岩风化土强夯加固方案采用FLAC3D软件建立强夯仿真模型进行数值模拟,从沉降量和动应力方面探讨了细颗粒红砂岩风化土强夯加固机理,部分结果与室内冲击试验结果、现场强夯结果相吻合。 本文所取得的相关结论对赣南地区细颗粒红砂岩风化土高填路堤强夯加固的进一步研究、设计和施工具有一定的帮助。


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