冲击荷载作用下饱和粉土变形和强度试验 (2011年)

围海造地是解决土地紧张的有效途径，其中对软弱吹填土地基进行有效加固处理是围海造地的关键．结合强夯法加固饱和粉土地基的工程实例，通过MTS动三轴试验研究强夯冲击荷载作用对饱和粉土的变形和强度特性的影响．通过动三轴试验采用不同的围压、冲击次数和冲击能量对饱和吹填粉土进行动力固结，结合静三轴试验对比分析了不同的冲击荷载作用后试样强度的变化特征．结果表明：冲击次数和冲击能量是影响饱和粉土地基加固效果的重要因素，存在一个最佳的夯击方式，在该方式下强夯的效果最好． ### 冲击荷载作用下饱和粉土变形和强度试验 #### 摘要与背景 随着中国经济的快速发展，土地资源日益紧缺，围海造地成为了一种有效的解决方法。在此过程中，对软弱吹填土地基进行有效的加固处理至关重要。强夯法是一种常见的加固技术，它能够显著提高地基土的强度，降低土体的压缩性，并改善其变形模量和抗液化性能。本文基于北京交通大学的一项研究成果，详细探讨了冲击荷载作用下饱和粉土的变形和强度特性。 #### 强夯法与试验研究 强夯法是一种通过施加强大的冲击力来加固软弱地基的技术。该方法可以提高土层的均匀性，减少差异沉降。本研究中，研究人员采用了MTS动态三轴试验系统对饱和粉土进行了试验研究。通过对不同围压、冲击次数和冲击能量条件下的试验数据进行分析，探究了强夯冲击荷载对饱和粉土变形和强度特性的影响。 #### 试验方法与过程 试验材料为饱和吹填粉土。试验过程中，研究人员首先确定了不同的围压值，然后在这些围压下施加不同数量的冲击荷载，以观察其对土壤力学性质的影响。为了更好地理解冲击荷载的作用机理，还进行了静三轴试验作为对比分析。这种综合分析方法有助于更全面地了解不同冲击荷载作用下饱和粉土的力学行为。 #### 结果与讨论 1. **冲击次数的影响**：研究表明，随着冲击次数的增加，饱和粉土的强度会先升高后趋于稳定。这是因为适量的冲击可以促使土体颗粒重新排列，从而提高其密实度；但当达到一定次数后，进一步的冲击不再明显改变土体结构。 2. **冲击能量的影响**：冲击能量是另一个重要因素。适当的冲击能量能够有效地改善土体的力学性能。过高或过低的能量都会影响加固效果。例如，较低的能量可能不足以引起土体的结构性变化，而过高的能量则可能导致土体破坏。 3. **最佳夯击方式**：通过综合分析发现，存在一个最佳的夯击方式，即特定的冲击次数和能量组合。在这种条件下，强夯的效果最为显著。这表明，在实际应用中选择合适的冲击参数至关重要。 #### 结论 本研究通过MTS动态三轴试验系统研究了强夯冲击荷载作用下饱和粉土的变形和强度特性。结果表明，冲击次数和冲击能量是影响饱和粉土地基加固效果的重要因素。合理选择冲击次数和能量对于实现最佳加固效果至关重要。此外，研究还提出了一种评估加固效果的方法，这对于指导实际工程中的强夯设计具有重要意义。 #### 展望 未来的研究可以进一步探索不同类型的土质（如砂土、黏土等）在强夯作用下的力学行为，以及如何优化强夯参数以适应更多样的地质条件。此外，开发更加先进的试验技术和理论模型也是未来研究的重点方向之一。