砂土振沖細(xì)觀土動(dòng)力學(xué)研究及PFC2D程序仿真.pdf

1、振動(dòng)水沖法,以下簡(jiǎn)稱振沖法,加固軟弱地基自上世紀(jì)30年代逐漸的開始廣泛的應(yīng)用,在中國(guó),振沖法已經(jīng)成功的應(yīng)用于不同地區(qū)砂土和粉土的抗液化加固,由于振沖法相對(duì)于其他地基處理方法而言,省工省料,成本較低,有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),因此這種地基處理方法在中國(guó)有很大的發(fā)展前途.長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)于振沖加固的機(jī)理研究表明,振沖加固地基主要體現(xiàn)在擠密效應(yīng)、排水減壓效應(yīng)、預(yù)振效應(yīng)和對(duì)粘土地基的置換方面.但是限于研究手段的不足,這些機(jī)理研究很多停留于宏觀假設(shè)的水平上,

2、到底在振沖中砂土顆粒是如何運(yùn)動(dòng)的,所謂的砂土顆粒的高勢(shì)能位置和低勢(shì)能位置是怎樣的,一直缺少有力的直接觀察.該研究利用PFC<'2D>程序,從直接模擬砂土顆粒運(yùn)動(dòng)入手,研究了在簡(jiǎn)化的理想的2維條件下振沖的過(guò)程,發(fā)現(xiàn)均一粒徑砂土振沖后存在明顯的顆粒定向性,并定性研究了振沖頻率、振沖加速度方向、顆粒形狀等因素對(duì)于顆粒定向性的影響.為了驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模型模擬的結(jié)論,我們還利用顯微鏡攝影對(duì)幾類砂土進(jìn)行了直接觀察,并作了相應(yīng)的試驗(yàn),試驗(yàn)的結(jié)果可以支持模

3、型計(jì)算得到的結(jié)論,即:在振沖之后砂土存在定向排列的趨勢(shì),由于砂土顆粒的從排列定向性,使得砂土顆粒間接觸面積增大,砂土顆粒間的接觸應(yīng)力減小,顆粒結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,這是無(wú)填料振沖提高土體強(qiáng)度的原因所在.該文研究的意義在于為引入一種新的土動(dòng)力學(xué)的研究視角而作的起步工作,由于圖像分析能力的限制,該研究只能限于對(duì)圖像的直接觀察,無(wú)法通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)數(shù)學(xué)參數(shù)加以量化表達(dá),同時(shí)2維計(jì)算和3維試驗(yàn)的結(jié)果之間必然存在一些出入,如何更有效的建立計(jì)算模型,以至于更