振杆密实法加固粗粒混合土模型试验

摘要

中国中西部地区粗粒混合土分布广泛，但其松散性和不均匀性导致这些散体材料难以作为构筑物的地基。以提高粗粒混合土地基的承载力和消除不均匀性为主要目标，提出使用振杆法处理粗粒混合土地基，以室内模型试验为主要研究手段，分别进行了振动加固试验、轻型动力触探试验和密度测量试验，并在试验过程中实时监测振动和沉降指标，探究了振杆密实法对粗粒土的加固效果，分析了k值（d90/振杆直径）和振动频率对加固效果的影响。结果表明：振动处理后，式样的轻型动力触探击数平均可达13击，较处理前提高了11击，试样底部的平均压实度可达81%，相应的承载力提高200 kPa以上，经振杆密实法处理后变为低压缩性地基土；当k值在1/2.0时，加固效果优于k值为1/10.0的情况，前者的地基承载力和沉降率比后者分别高出50 kPa和7%左右；粗粒混合土在14 Hz振动频率下的地表振动速度较大，可达36 mm/s，对采集到的振动数据进行了希尔伯特–黄变换（HHT），其HHT能谱图显示振动频率在14 Hz附近时，地震响应较大；以正三角型布置加固点位，群点作用可以有效地消除地基土的不均匀性，地基土的不均匀系数K从试验前的26.40减小到1.39。振杆密实法可为粗粒混合土地基处理提供新思路，也可为现场施工提供关键参数依据。

关键词

振杆密实法 / 粗粒混合土 / 室内试验 / 振动频率 / 压实度

基金资助

国家自然科学基金项目（422777153;41977241）; 国家自然青年科学基金项目（52008098）