Vol.26 No.4 王启平等：基于强夯大变形的地基流固动力耦合分析 ·347· 陷性黄土地基，场地试夯的三个试验区实测数据 应力为940kPa,接触时间为120ms,时程曲线简 见表1，地基土重度为19.0kN/m2,4=0.40,4= 化为等腰三角形，加荷弹性模量取6000kPa,卸荷 0.45,Skempton孔压系数A=0.73,渗透系数K= 弹性模量取24000kPa,阻尼比x取0.15.时间步长 5.64×10-2mPas),渗透系数K,=5.13×102 △1=1ms.有限元离散区域取垂直深度H。=20.0 mPas).对强夯的第一击进行计算，最大接触 m,B=10.0m 表1三试验区单点夯实测数据 Table 1 Measured data in three experimental areas 位置区 锤重kN 锤底面积m2 落距m 基区范围m2 基区深度/m第一击最大夯沉量/cm K7+174.3(A) 98 3.9 10.0 27.2×26.2 6.25 19.57 K6+473.65(B) 60 4.0 5.0 51.1×38.5 4.00 18.35 K13+814C) 170 4.4 13.2 28.1×25.5 8.75 37.33 4.2计算结果及分析 18.57cm和38.76cm,误差均<4%. 图3为计算所得的三实验区夯坑形状，与现 图4为夯锤下部不同深度土体的竖向位移时 场实测情况较为符合，实测的单击最大夯沉量见 程曲线，由图4可见，随着深度的增加，位移峰值 表1，计算所得的单击夯沉量分别为19.84cm 出现的时间依次滞后、大小依次递减，这反映了 2 2 5 3 4 3 4 径向距离/m 2345 6 径向距离/m 径向距离m -10 -10 -16 -16 -16 -28 (a)A区 -22 -22L (b)B区 40 (c)C区 图3计算所得夯坑形状 Fig.3 Calculated shapes of compaction craters 30 0 z=4m 300 20 z=2m 250 o z=0m 0 20 40 60 80100120 150 (a)24h t/ms 图4夯锤下部不同深度土体的竖向位移时程曲线 0.51.01.52.02.5 3.0 Fig.4 Time curves of displacement in different depths of x/m soil 350 应力波在土体中的传播特性. 250 图5(a,b)分别绘出了土体在24,72h的等压 线图，由图可见，高压孔区随时间逐渐减少，说明 孔隙压力随时间逐渐消散. 150 图6为第一次夯击后，孔隙压力随时间的消 100 (b)72h 散曲线.A,B,C点的位置见图7所示.其中A点位 0.51.01.52.02.5 3.0 于高压孔区，B点在72h左右达到稳定，C点有先 x/m 升高再稳定的现象.A,B,C点变化趋势在120h以 图s局部区域的孔隙水压力等值线（单位：kPa) 后基本上变化不大，这个结果与济南绕城高速公 Fig.5 Pore pressure in local area￾匕￾ ￾￾￾￾￾ ￾ ￾ 王 启平 等 ￾ 基 于 强 夯 大 变 形 的 地 基流 固 动 力祸合分 析 陷性 黄土 地 基 ， 场 地试夯 的三个试 验 区实测 数据 见 表 ￾ ， 地 基 土 重 度 为 ￾￾ ， ￾ ￾￾￾ ￾， 召二 ￾ ￾ ￾￾沼 。 二 ￾ ￾ ￾￾ ， ￾￾￾哪 ￾￾￾ 孔 压 系 数￾￾ ￾ ￾ ￾￾ ， 渗 透 系数瓦二 ￾ ￾ ￾￾￾ ￾￾ 一 ，， ￾￾ ￾ · ￾一 ’￾ ， 渗透 系数￾￾￾ ￾ ￾￾￾ ￾￾ 一 ” ￾￾￾￾ · ￾一 ，￾ ￾ 对 强夯 的第 一 击 进 行 计 算 ， 最 大接 触 应 力 为 ￾￾￾ 妞￾， 接 触 时 间为 ￾￾￾￾， 时程 曲线 简 化 为等腰 三 角 形 ， 加荷 弹性 模量 取 ￾￾￾ 沙 ￾， 卸荷 弹 性 模量 取 ￾￾￾￾￾廿 ￾， 阻 尼 比￾取 ￾ ￾ ￾￾ ￾ 时 间步 长 △￾二 ￾￾￾ ， 有 限元 离 散 区 域 取 垂 直 深 度￾ ￾ ￾￾￾ ￾ ，￾“ ￾￾ ￾ ￾￾ ， 表 ￾ 三 试验 区单 点 夯实测 数据 ￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ 位 置 区 锤 重瓜￾ 锤 底面积￾ ￾ 落距￾ 基 区 范 围￾ ， 基 区深度￾ 第 一 击 最 大 夯 沉量￾￾ ︶、︸￾￾￾ ￾￾￾ … ￾￾ ￾ ￾￾ ︸￾ … ￾ ︸，‘ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾ · ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ 计 算结 果 及 分析 图 ￾为计 算所 得 的三 实验 区 夯坑 形 状 ， 与现 场 实测情况 较为 符合 ， 实 测 的单击 最大 夯沉 量 见 表 ￾ ， 计 算 所 得 的单 击 夯 沉 量 分 别 为 ￾￾￾ ￾￾， ￾￾ ￾ ￾￾￾￾ 和 ￾￾ ￾ ￾￾￾￾ ， 误 差 均￾ ￾ ￾ 图 ￾为夯锤 下 部 不 同深度 土 体 的竖 向位 移 时 程 曲线 ， 由图 ￾可 见 ， 随着深 度 的增加 ， 位 移 峰值 出现 的时 间依 次滞 后 、 大 小依 次 递 减 ， 这 反 映 了 峙‘￾亡︸月、￾ ￾，‘呀月‘￾￾ ￾￾，乙︶，‘ 一，，，￾￾ 啊椒￾蜕。州只 ￾碑 乙 图 ￾ 计 算所得夯坑 形 状 ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ 匕畔 ￾火匕 ￾￾ 刁￾巧 ￾ 一 ￾￾ 、、 尹 产 沪 一 一 、 、 、 ￾ 、 、 ￾ ￾ ￾ ￾ ， ￾ ￾ ￾ ￾ … … “ ‘ ” 叹 ￾ 矛 尸 ￾ 。 。 。 ‘ ， ￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾ 二 ￾ ， ￾ ” 尽 ￾ 沁厄划圳之日 ￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾ 夯锤下 部不 同 深 度土 体 的 竖 向位移时程 曲线 ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾月免￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ 应 力波 在 土 体 中 的传 播特 性 ￾ 图 ￾￾ ，￾￾分 别 绘 出 了 土 体在 ￾ ， ￾ ￾的等压 线 图 ￾ 由图可见 ， 高压 孔 区 随 时 间逐渐 减 少 ， 说 明 孔 隙压 力 随 时 间逐渐 消散 ￾ 图 ￾为第一 次夯 击 后 ， 孔 隙压 力 随 时 间 的消 散 曲线 ￾ ￾ ，￾ ， ￾点 的位 置 见 图 ￾所 示 ￾ 其 中￾ 点位 于 高压 孔 区 ，￾点在 ￾ ￾左 右 达 到稳 定 ， ￾点有 先 升 高再 稳 定 的现 象 ￾ 注 ， ￾ ， ￾点变 化趋 势 在 ￾￾￾￾以 后 基 本 上变化 不 大 ， 这 个 结 果 与济南 绕 城 高速 公 尽￾ ￾ ￾￾ 图 ￾ 局 部 区域 的 孔 隙水压 力等值线 ￾单位 ￾￾￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾代 ￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾