强夯地基垫层厚度对承载力与变形模量的影响 Analysis of impact of dynamic compaction foundation cushion thickness on bearing capacity and deformation modulus.pdfVIP

第6期 水利水运工程学报 No．6 2014年12月 HYDRo-Sa匝NCEAND日Ⅻ瑚N即丑tING Dec．2014 强夯地基垫层厚度对承载力与变形模量的影响 岳喜兵1”，江舜武3，王宝善4，邓永锋1 (1．东南大学岩土工程研究所，江苏南京210096；2江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京 210014；3．连云港新海湾码头有限公司，江苏连云港222000；4．连云港港VI集团有限公司工程管理部， 江苏连云港222000) 摘要：对江苏省连云港赣榆港区吹填土强夯地基进行了两组现场载荷试验，探讨不同强夯垫层厚度的强夯地 基承载力特性。在现场试验基础上，采用有限元法分析垫层厚度对附加应力系数和传递深度的影响，结果表明 强夯垫层能有效增大附加应力的扩散作用，明显提高地基承载力，附加应力在2倍板径深度范围内下降到板底 应力的6％以下；但地基土屈服后会使附加应力往深层传递。综合数值模拟的结果分析，表明附加应力与自重 应力比值为0．2时所确定的计算深度随板底应力水平的增大而增大，不是一个固定值。在此基础上探讨了载荷 试验反演的地基变形模量与按垫层厚度的加权模量问的关系，结果表明按厚度加权获得的地基平均模量为载 荷试验反演的变形模量的1．2倍。 关 键 词：载荷试验；垫层厚度；影响深度；变形模量；附加应力系数 中图分类号：TU472 文献标志码：A 载荷试验作为一种现场承载力测试方法，在地基勘察与检测中得到广泛应用。王成锋…、陈国政。2o认 为大直径载荷试验可以克服因承压板尺寸造成的土体均匀性差异，能够全面反映地基的强度和变形特征，提 验研究，发现它们的p-s曲线存在明显差异，垫层厚的曲线舒缓，总沉降量小。地基处理中为了施工便利而 人工设置一定厚度刚度较高的碎石或砂垫层，由于面积较大，可以将其看成“人工硬壳层”，由于具有壳体效 应、封闭效应、反压护道作用等特点H一，常被用于软土地基中，从而形成上硬下软的双层地基。硬壳层的板 体效应早在19世纪40年代已被国外学者所认识，A．E．Cummings_5o研究了圆形荷载作用下刚性底板双层地 或3层成层土的应力和位移的计算解，并给出圆形面积上受均布荷载时地基土的应力和位移。 o 在国内，唐建中’71等通过双层地基矩形均布载荷模拟试验，探讨了双层地基应力扩散特性；王晓谋等。8 指出竖向应力扩散作用随着垫层厚度的增加而扩大；杨果林。9o通过室内模型试验，得出了含软弱下卧层双 层地基的界面附加应力分布规律。徐洋等。1叫以弹性地基梁理论为依据解释双层地基的应力扩散效应，并在 此基础上提出了应力扩散系数的计算公式。吴邦颖等…1进行了公路软基人工硬壳层的研究，得出硬壳层起 到了扩散应力、减少软土地基沉降和侧向位移的作用。但需强调的是，至今对于硬壳层的厚度和刚度对应力 扩散的影响鲜有系统的研究。为此，本文在现场试验的基础上采用Geo-slope有限元数值模拟软件，对设置 不同厚度和模量的人工垫层地基进行附加应力系数的计算分析，探讨载荷试验的影响深度与垫层厚度的规 律，建立载荷试验反演地基综合变形模量与按地层厚度的加权模量问的关系。 1 场地及强夯工艺 本场地位于连云港赣榆港区，该港区人海大约10km，由吹填深海中泥砂组成，由于吹填方式、吹填原土 收稿日期：2014—05—10 作者简介：岳喜兵(1987一)，男，安徽蚌埠人，硕士，主要从事公路路基路面设计工作。 万方数据 第6期 岳喜兵，等：强夯地基垫层厚度对承载力与变形模量的影响 85 层、吹泥口位置和水力分选等因素导致吹填场地土层均匀性较差。场地中的砂层以松散状态的中粗砂为主， m段以黏性 黏土层以软塑为主，黏土层中含砂量较大，局部含碎石及钙质结核。该场地地质条件如下：0～2 土为主，可塑，黄褐色，灰白色；2～4m段黏性土混杂大量中粗砂砾，砂含量约40％～50％；4～6／／1段中