答辯報(bào)告課件

答辯

碩士專業(yè)：工程力學(xué)指導(dǎo)老師：羅嗣海教授2012-06-02論文題目：強(qiáng)夯加固效果影響因素的數(shù)值分析

碩士論文答辯報(bào)告論文主要內(nèi)容1綜述強(qiáng)夯研究現(xiàn)狀2強(qiáng)夯地基數(shù)值分析模型的建立方法3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果的影響分析4滲透系數(shù)對(duì)飽和土強(qiáng)夯效果的影響分析5力的作用方式對(duì)加固效果的影響分析6

結(jié)語(yǔ)1強(qiáng)夯研究現(xiàn)狀綜述1.1加固機(jī)理動(dòng)力壓密、動(dòng)力固結(jié)1.2加固效果加固深度、加固程度及地面變形1.3工程應(yīng)用非飽和土地基，復(fù)合式強(qiáng)夯法處理飽和土1.4數(shù)值分析強(qiáng)夯數(shù)值分析理論飽和及非飽和地基土強(qiáng)夯數(shù)值分析應(yīng)用1強(qiáng)夯研究現(xiàn)狀綜述1.6

本文研究方法及內(nèi)容以FLAC3D軟件數(shù)值分析方法為主；參閱已有強(qiáng)夯研究成果；定性與定量分析相結(jié)合；加固效果指標(biāo)：土體變形，加固深度，加固寬度、密度和坑的體積；根據(jù)強(qiáng)夯機(jī)理、數(shù)值分析理論并結(jié)合文獻(xiàn)工程實(shí)例建立強(qiáng)夯數(shù)值分析模型；分析工藝參數(shù)、滲透系數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果的影響；探討同種地面變形時(shí)強(qiáng)夯沖擊與靜載兩種不同加載方式對(duì)地基加固效果的影響。2強(qiáng)夯地基數(shù)值分析模型的建立2.1FLAC3D數(shù)值軟件及原理動(dòng)力、大變形和非線性問(wèn)題有很好的適應(yīng)性流固耦合方法的選擇2.2強(qiáng)夯建模思路及方法基本假設(shè)，本構(gòu)關(guān)系，邊界、初始條件參數(shù)設(shè)置模型的離散明確計(jì)算過(guò)程編制變量監(jiān)測(cè)與后處理程序3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.1模型的建立及檢驗(yàn)地基水平方向和深度方向加密區(qū)網(wǎng)格尺寸為0.25m，影響較小的區(qū)域網(wǎng)格取0.5m，模型共劃分為35557個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和34560個(gè)網(wǎng)格單元。圖1地基深度方向(z)網(wǎng)格劃分圖2地基水平(xy)向網(wǎng)格劃分3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.2錘底半徑影響半徑為1m時(shí)的單擊夯坑深度相比1.25m和1.5m分別要大69.8%和171.8%;半徑為1m時(shí)的夯坑體積相比1.25m和1.5m半徑時(shí)分別大12.8%和28%圖6不同錘徑地表豎向變形圖7夯坑體積與錘徑的關(guān)系3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.2錘底半徑影響圖8不同錘徑土體豎向變形圖9不同錘徑土體豎向附加應(yīng)力峰值錘徑越小產(chǎn)生的豎向變形越大，隨著深度減小速率更快同一半徑作用時(shí)淺層被壓縮的量較少，中部深度土體被壓縮量最大錘徑越小夯點(diǎn)下土體在淺層產(chǎn)生的豎向附加應(yīng)力越大，隨著深度衰減程度越快3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.3不同錘重作用效果圖10不同錘重作用地表豎向變形圖11夯坑體積與錘重的關(guān)系錘重越大形成的夯坑深度越深，橫向加固寬度也相應(yīng)的更大，坑壁的坡度也越抖，橫向加固范圍受錘重的影響不敏感夯坑體積隨錘重逐漸增加并非線性增加3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.5

變形及應(yīng)力無(wú)量綱化3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.6同能量不同錘重、落距組合圖14地基土體豎向變形

圖15單擊有效加固深度

圖16夯坑體積重錘低落距不論是從影響深度、夯坑體積還是空間加固效果上都要優(yōu)于輕錘高落距組合，與工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得到的結(jié)論相符加固深度和夯坑體積隨錘重變化增加率要大于隨落距變化的增加率3工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.5同能量不同錘重、落距組合（a）10t×25m能量組合（b）25t×10m能量組合圖17同能量不同組合豎向位移云圖25t×10m豎向位移場(chǎng)范圍和位移大小均要大于10t×25m時(shí)的效果3

工藝參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果影響的數(shù)值分析3.6小節(jié)對(duì)比分析了不同錘徑、錘重、落距及能量組合方式的沉降變形、應(yīng)力、密度、夯坑體積和位移場(chǎng)等；建立了工藝參數(shù)、地面變形、接觸應(yīng)力與夯點(diǎn)下土體加固效果之間的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系；夯錘半徑對(duì)加固效果的影響主要集中在地表下3m深度土體內(nèi)，夯點(diǎn)下土體豎向變形隨錘體半徑增大而減少；夯坑體積隨半徑增大減小但差異相對(duì)于坑深度變化較小，即存在一個(gè)最佳錘徑；加固效果隨著錘重或落距的增加逐漸增強(qiáng)，落距相比錘重更容易形成地面隆起；夯擊能相同的情況下，加大錘重比提高落距對(duì)加固效果的改善要更明顯，重錘低落距組合的強(qiáng)夯效果要好于輕錘高落距組合4滲透系數(shù)對(duì)飽和土強(qiáng)夯效果的影響分析圖19夯錘中心下地表土體豎向位移

圖20夯錘中心下地表單元體積應(yīng)變?cè)隽吭趶?qiáng)夯數(shù)值分析模型的基礎(chǔ)上增加流體計(jì)算模式，考慮流體與土體骨架的耦合特點(diǎn)

對(duì)飽和土強(qiáng)夯進(jìn)行了初步探索4滲透系數(shù)對(duì)飽和土強(qiáng)夯效果的影響分析小結(jié)結(jié)果表明滲透系數(shù)對(duì)強(qiáng)夯瞬間的加固效果有一定影響，滲透系數(shù)越大加固效果越好，滲透系數(shù)小至一定值時(shí)，強(qiáng)夯效果不佳并對(duì)滲透系數(shù)的變化不明顯。5力的作用方式對(duì)加固效果的影響分析5.2靜載作用結(jié)果分析

圖21靜載作用土體密度與地表變形圖22靜載作用土體密度與深度應(yīng)力、不同深度位移和密度5力的作用方式對(duì)加固效果的影響分析5.3靜載作用結(jié)果分析

圖23地表變形為0.189m時(shí)靜載豎向位移時(shí)程圖24靜載總位移云圖5力的作用方式對(duì)加固效果的影響分析5.4應(yīng)力對(duì)比

土體最大豎向附加應(yīng)力比值均大于1，隨深度變化減小且地表接觸應(yīng)力比值最大坑深度越大上層土體應(yīng)力比值受影響更明顯，需要的靜載相比動(dòng)力荷載的差距會(huì)越小圖25最大接觸應(yīng)力與地表變形圖26最大豎向應(yīng)力比與深度5力的作用方式對(duì)加固效果的影響分析5.6

加固范圍對(duì)比靜載作用有效加固深度和地表加固寬度均要要大于強(qiáng)夯，坑深越大加固深度差距越??；圖29加固深度與地表變形圖300.189m坑深動(dòng)、靜載作用地表豎向位移5力的作用方式