强夯振动会对夯击点附近一定范围内的建筑物、仪器仪表、居民会产生一定的影响作用。这种影响称为强夯振动效应。强夯振动对环境的影响是阻碍强夯法工程应用的关键因素。所以必须对强夯振动效应进行相对应的研究,研究需从振动特征和振动影响两个方面开展。
强夯振动特征包括强夯震源特征、独夯振动方式、强夯振动的传播和衰减规律等方面,强夯振动影响包括受振物对强夯振动的反应和受振物对强夯振动的承受能力。
强夯振动特征的研究不仅要注重强度和频率成分,还需对震源特征、强夯振动方式加强关注。可以从强夯振动特征与强夯震源特征之间的关系角度展开分析,进而得出强夯震源的辐射特征、震相构成与强夯振动特征间的关系。
将地基加固时夯锤对地基土体的冲击作用化为单力作用震源模型,对应的震源机制解给出的震源辐射特征表明, 强夯振动的铅垂分量应该是强夯振动波场中的优势振动分量,这与强夯振动观测事实相符合。因此,在强夯振动影响评价中应注重铅垂振动分量的监控,只要铅垂振动分量满足安全标准,基本上就能---强夯振动的影响落在安全限度以内,其中还要考虑受振物再不能方向上的抗震能力。
强夯振动向外扩散中,因为强夯土体的内部有阻尼作用,振动强度会随着传播距离的增加逐渐减小,其会渐渐地随距离增加有一个衰减过程。
振动的三个主要参数分别为:振幅、频谱、持时,强夯振动衰减关注的主要是振幅随距离由强到弱的变化规律。振幅是指质点振动的速度、位移、加速度中任何一个量的值、峰值或者一定的有效值。 强夯振动研究中一般采用质点振动速度作为振动强度指标。
强夯振动衰减规律研究主要依赖于强夯振动现场观测。按照一定的测点间隔在离开夯点一一定距离之外的场地上布置测线,在测点上设置振动传感器拾取测点的强夯振动。分析各个测点振动的频率和振幅,提取时域振幅和不同频率成分的幅值,对振幅和距离的关系进行回归拟合,可以了解不同场地条件对应的强夯振动衰减规律。通过强夯振动频域分析还可以进一步揭示场地条件对强夯振动衰减规律的影响。通过研究分析可以得出,强夯振动质点振动速度随夯检距 (夯点至振动监测点的水平距离)的变化满足负幂指数关系:夯点的振速等于(当量系数k)与(r的-β次方)的乘积,其中r为检距,β为衰减指数。
根据强夯振动衰减实测情况和强夯作用下地基土体的变形情况将夯点及周围土体划分为夯锤直接冲击的局部结构重组土体、近场塑性弹塑性变形区以及远场弹性变形区。将结构重组的局部土体和具有塑性变形的近场土体归并为强夯震源体,将强夯震源体的外边界设定在弹塑性区与弹性区的分界面处(r=ro)。 强夯加固效应主要发生在震源区,而强夯振动对环境的影响问题则常常发生在远场区,对强夯振动的监测研究的对象也主要是远场区的弹性波场。
尽管强夯地面振动衰减规律的形式是都一样,但是对于不同工况下其表达式中具体物理量(当量系数k和衰减指数p)的取值是不同的。造成这种结果的主要原因在于地基土体性质和夯击能量。当量系数k主要和夯击能量与场地介质条件有关;衰减指数主要与场地介质条件有关。
针对地基强夯加固施工中以夯点主体加固控制为目的夯沉量监控方法效率低、测控参数与制控目标关系不确定,测控精度不稳定以及存在安全---等问题,展开地基强夯加固状态的振动实时监控方法研究。
通过研究,提出了并实现了利用测点的强夯振动反演夯点土体振动过程的理论与方法;通过夯点上体振动特征分析和夯点土体取样测试,研究了夯点土体振动特征与加固状态的相关性,建立了夯点土体压实系数,湿陷性系数与夯点土体振动频城峰值振速和时城峰值振速的关系; 以相关工程规范对地基土体加固处理的要求为依据,提出了选择夯点土体振动特征参数与土体加固状态参数之间定量关系的品原则,确定了强夯施工实时振动监控的判据, 实现了强夯加固状态的---监控。
与现有技术中以夯点夯沉量测量为基础的强夯施工过程控制方法相比较, 我们提出的夯点土体加固状态振动实时监控方法具有---的优点:
不用专门停锤,监控人员不用接近夯击点即可实时了解夯点土体的夯实加固状态。这一改进给工程上带来的效益至少有两点,一是缩短了夯点施工的时间,二是提高了现场监控人品的安全保障;
以夯点土体振动参数为桥梁,直接利用工程设计要求的地基土休加固目标参数标准建立夯点施工过程控制的判据,与以夯点夯沉量为判据的施工按制相比较,高速公路强夯型号,新方法对地基强夯加固的控制更为直接;
夯点土体振动状态参数是对夯点土体(强夯振动震源体)整体状态的反映,避免了以往夯点土体夯沉量监测中测点随机性带来的测量误差,提高了对施工过程中夯点土体加固状态判断的---性。
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