粘性土在强夯法施工过程中的变化
中国预制构件供应商 发布时间:2019-08-08

   粘性土是我们经常会遇到的一种施工土质,而这种土质在强夯时分为四大阶段:

  ①强夯法作用首先对饱和土进行压缩:施工过程地基中的饱和土总存在一些微小气泡,其体积占整个体积的1%~3%,最多可达4%。施行强夯时,气体体积压缩,孔隙水压力增大(产生超孔隙水压力)。随后气体有所膨胀,孔隙水排出,孔隙水压力减少,固相体积始终不变。这样每夯击一遍,液相体积就有所减少,气相体积也有所减少。在冲击力作用下,含有空气的孔隙水不能立即消散而具有滞后现象,气体的体积也不能立即膨胀。土颗粒周围的吸着水,由于振动或温度上升而变作自由水。其结果使土颗粒之间的内聚力削弱,土的强度降低。
  ②然后形成土体的液化:强夯施工中土体沉降与夯击能成正比,当夯击能达到一定程度时,即当气体的体积百分比接近于零时,土具有不可压缩性,此界限值称为饱和能。饱和能的大小与土的种类有关,一般为500~2000kN.m/m2。由于冲击力的反复作用,孔隙水压力上升,地基土产生局部液化;夯击能达到饱和能时,土体产生液化或触变,此时吸着水变成了自由水,土的强度下降到最小值。一旦达到饱和能量的瞬间,就不能再多夯,否则土体固结条件遭到破坏,孔隙水反而不易排出,土体强度降低后将难以恢复。
  ③强夯的振动,高强度使得夯击点周围产生裂缝以及土体接近液化或处于液化状态,渗透性增大,以及细粒土的薄膜水有一部分变成自由水,故出现了良好的排水通道。当夯击能增大到饱和能时,土的透水性增大,孔隙水压力上升到与竖向应力相等,夯击停止后,孔隙水迅速逸出,孔隙水压力迅速消散,土体迅速固结。如果仍使用夯击前土的渗透系数,就无法解释孔隙水压力何以能如此迅速消散。所以在很大的夯击能作用下,土中出现很大的应力和冲击波,致使地基内部出现裂隙形成树枝状排水网络。
  ④从恒鼎地基强夯法的长期试夯及施工中可知,在夯击进行中土的抗剪强度明显降低,当土体液化或接近液化时,抗剪强度为零或最小,吸附水变成自由水。当孔隙水压力消散,土的抗剪强度和变形模量大幅度增长,土体颗粒间的接触更加紧密,新的吸附水层逐渐固定,这是由于自由水重新被土颗粒所吸附而变成了吸附水的缘故。触变性与土质种类有很大关系,有的土恢复较快,有些则恢复得非常缓慢,这就是最后一步触变的恢复。


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