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强夯法加固非饱和土的原理


                                                                                   强夯法加固地基
        强夯法在国际上称为动力压实法或称动力固结法,这种方法是反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基士夯实,从而提高地基的承载力,降低其压缩性,改善地基性能。我国于1978年开始先后在天津新港、河北廊坊、山西白羊墅、河北秦皇岛等地进行强夯法的试验研究和工程实践,取得了较好的加固效果,接着强夯法迅速在全国各地推广应用。  
  运用强夯法进行强夯施工适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。经过处理后的地基既提高了地基土的强度、又降低其压缩性,同时还能改善其抗振动液化的能力,所以这种处理方法还常用于处理可液化砂土地基等。
  采用强夯法加固非饱和士是基于动力压密的概念,即用冲击型动力荷载,使士体中的孔隙体积减小,土体变得更为密实,从而提高其强度。非饱和土的固相是由大小不等的颗粒组成,按其粒径大小可分为砂粒、粉粒和黏粒。砂料(粒径为O.074~2mm)的形状可能是圆的(河砂),也可能是棱角的(山砂);粉粒(粒径为O.005~0.074mm)则大部分是由石英和结晶硅酸盐细屑组成,它们的形状接近球形;非饱和士类中的黏粒(粒径小于0.005mm)含量不大于20%。在士体形成的漫长历史年代中,由于各种非常复杂的风化过程,各种士颗粒的表面通常包裹着一层矿物和有机物的多种新化合物或胶体物质的凝胶,使土颗粒形成一定大小的团粒,这种团粒具有相对的水稳定性和一定的强度。而土颗粒周围的孔隙被空气和液体(例如水)所充满,即土体是由固相、液相和气相三部分组成。在压缩波能量的作用下,土颗粒互相靠拢,因为气相的压缩性比固相和液相的压缩性大得多,所以气体部分首先被排出,颗粒进行重新排列,由天然的紊乱状态进人稳定状态,孔隙大为减小。就是这种体积变化和塑性变化使土体在外荷作用下达到新的稳定状态。当然,在波动能量作用下,土颗粒和其间的液体也受力而可能变形,但这些变形相对颗粒间的移动、孔隙减少来说是较小的,这样我们可以认为对非饱和土的夯实变形主要是由于颗粒的相对位移而引起。因此亦可以说,非饱和士的夯实过程,就是土中的气相被挤出的过程。