深厚软基抛石挤淤加固机理数值模拟研究.pdf

　 第３０卷第２期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．３０　Ｎｏ．２　　 　　２０１３年 ２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｅｂ．２０１３　 　 　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１３．０２．００９ ２０１３，３０（０２）：４１－４６ 深厚软基抛石挤淤加固机理数值模拟研究 姜景山１，２ （１．长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉　４３００１０；２．河海大学 岩土工程科学研究所，南京　２１００９８） 摘要：抛石挤淤法在沿海高等级公路地基处理中广泛应用，但对加固机理研究较少，通过建立弹塑性有限元力学模 型，对抛石挤淤处理的路基应力变形性状进行了分析。计算结果表明： 抛石挤淤处理后的地基能有效提高地基 ① 的模量，减小路基沉降和地基浅部水平位移，加速地基孔隙水压力的消散，因此抛石挤淤的加固机理在于人工硬壳 层效应和加速排水固结效应； 抛石挤淤体厚度越大，路基沉降越小，而抛石挤淤体模量和宽度对路基沉降的影响 ② 较小，因此施工时应采取有效工程措施增大抛石的沉底深度； 填筑速率越大，路基工后沉降越大，预压期越短，路 ③ 基沉降越大，因此施工时应严格控制施工速度，并保证足够的预压期使路基沉降满足工程要求。深入了解抛石挤 淤的加固机理、应力变形性状和影响因素，有助于为设计和施工提供参考和指导。 关　键　词：抛石挤淤；加固机理；软基；地基处理；路基；沉降；水平位移；孔隙水压力 中图分类号：ＴＵ４７１．８；ＴＵ４７２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－５４８５（２０１３）０２－００４１－０６ 行的研究主要集中在理论分析、试验研究和工程应用 ［１－４］ 方面 ，而加固机理方面的研究还不够深入。在相 １　研究背景 关规范中，仅有《公路路基设计规范》（ＪＴＧＤ３０— 软土在我国东部沿海地区分布广泛，在软土地 ２００４）、《公路路基施工技术规范》（ＪＴＧＦ１０—２００６）和 区修建道路时不可避免地涉及到地基处理问题，如 《堤防工程施工规范》（ＳＬ２６０—１９９８）对抛石挤淤法 何选择既能满足工程要求，又经济合理的方法是岩 的适用对象、抛填材料、施工顺序做了简单的介绍，其 土工程师一直追求的目标。 ［５－７］ 他方面均无明确规定 。为研究抛石挤淤法的加 软基处理的方法主要有排水固结法、复合地基 固机理，为设计施工提供参考和指导，本文通过建立 法、轻质路堤法、浅层置换法等。排水固结法控制路 有限元力学模型的方法对抛石挤淤的力学性状和影 基沉降效果较好，但需要的工期较长。复合地基法 响因素进行了分析。 对路基沉降及路基稳定控制效果好，主要用于对沉 降或工期要求较高的工程或路段，如桥头段、扩建工 ２　模型的建立 程等，相应的工程造价也较高。轻质路堤法通过填 筑轻质高强材料减轻路堤荷载减小地基沉降，一般 ２．１　模型尺寸和边界条件 用于路堤高度较大、拆迁受限或填挖受限的路段，工 以连云港地区某公路为例进行研究，该公路路