單點沖擊荷載下紅砂巖填土的變化規律與能量消耗規律

　　紅砂巖,作為在我國廣泛分布的巖石之一,被大量開采用于回填各類場地,形成紅砂巖填土地基。紅砂巖填土的強度較低,由其形成的地基厚度大且不均勻,工程性質很差,需加以處理才能滿足工程建設的要求。由于具有施工機具簡單、加固效果顯著、成本低廉等的特點,強夯法成為首選被用來加固該類地基,但目前關于沖擊荷載加固紅砂巖填土地基的理論研究相對滯后。 　　本文在前人研究的基礎上,利用室內擊實儀對紅砂巖填土進行室內單點沖擊試驗,對不同厚度土體的物理力學性質的變化規律展開對比研究;通過設置不同的試驗參數,探討了土體在不同沖擊能量作用下的位移變化規律;基于沖擊能量作用下土體的沉降量與密實度改變的特點以及沉降量與加固深度的關系,探究了土體中沖擊能的消耗規律與加固范圍,得到如下主要結論:

　　(1)紅砂巖填土中沖擊能量是以豎向作用為主,水平影響為輔;沖擊能在土中的傳播存在著一定的影響深度,且隨著能量的增加在一定范圍內是逐漸增加的,但增長的幅度是逐漸減小的。

　　(2)25N·m、30N·m、35N·m和40N·m單擊能產生的累計沉降量表現出較快增長和緩慢增長兩個階段,其分界點分別為第7擊、第8擊、第9擊和第10擊,呈現明顯推后的現象;15N·m、20N·m、25N·m、30N·m、35N·m和40N·m這六種能級下紅砂巖填土的累計沉降量隨著相應最佳擊數的變化具有較好的線性特征。

　　(3)隨著單擊沖擊能(25N·m、30N·m、35N·m、40N·m)的增加,沖擊加固效果明顯,土體發生明顯位移的變化范圍在水平方向上從4.5~5.0cm增加至6.0~6.5cm;在豎直方向上從13.5~14.0cm增加至17.0~19.0cm。

　　(4)土層厚度為H/3時土體的有效加固深度為5.5~7.3cm,土層厚度為2H/3時土體的有效加固深度為10.6cm,土層厚度為H時土體的有效加固深度為13.7cm;在沖擊能量的作用下,不同土層厚度時土體的沉降量與計算得到的有效加固深度的比值均在0.4~0.6之間,可由土體的沉降量預估其有效加固深度,研究成果具有一定的參考意義。

　　(5)在沖擊能量的作用下,密度的影響范圍為一橢球體;基于土體密實度改變的特點和沉降量與加固深度的關系,推導出加固深度和加固寬度的理論計算公式。本文的研究成果豐富了紅砂巖填土的沖擊加固理論,對紅砂巖填土的進一步研究具有一定的參考價值,為類似地基處理的工程實踐提供了一定的指導作用。

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