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4000kN·m能级强夯黄土边坡动态响应规律的研究

作　者: 杭的平
导　师: 韩云山
学　校: 中北大学
专　业: 工程力学
关键词: 强夯边坡 模型试验 现场试验 强夯振动 模态分析 软件模拟
分类号: TU444
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


随着经济建设的发展，强夯在实际工程中得到了广泛的应用，高填方边坡造地工程越来越多，为了更好地反映夯击能在土体周围的传播情况，分析强夯黄土边坡动态响应成为了研究的重要课题。因此，本文通过模型试验、现场试验及数值模拟来研究强夯黄土边坡的动态响应规律，研究结果如下：1.通过模型试验和现场试验研究了土体动态土应力、土体表面振动速度及锤底加速度的变化规律。结果表明，随着夯击能的不断耗散，沿坡面振动速度随着测点距夯点距离的增加而逐渐减小；沿着竖直方向，土体动应力随着土体深度的增加逐渐减小；强夯过程中土体压缩模量逐渐增大，强夯作用时间在减小，因而，锤底加速度随着夯击次数的增加在逐渐变大。同时还对比分析了模型试验和现场试验的试验结果，发现二者的变化规律基本一致。2.对强夯边坡进行了模态分析、位移响应分析及不同边界条件下坡体加速度放大系数的研究。结果表明，强夯边坡体的自振频率很低，只有3Hz左右，比强夯振动频率小的多，边坡体在强夯作用下不会发生共振现象；同时在不同边界条件下，同一能级黄土边坡的坡体加速度放大系数有所不同。3.利用ABAQUS有限元分析软件对强夯黄土边坡进行了振动、位移变形及应力的分析，发现强夯作用下土体的应力分布呈椭圆形，并且土体位移和速度随着距离的增加在不断的减小，夯击能在逐渐的消散。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 强夯的发展历史及应用  10-11
  1.2 强夯法的研究概述  11-15
    1.2.1 强夯加固机理  11-13
    1.2.2 强夯有效加固深度  13
    1.2.3 强夯现场试验  13-14
    1.2.4 强夯振动的影响  14-15
  1.3 高填方边坡的研究现状  15
  1.4 强夯在工程施工中的主要技术特点  15
  1.5 强夯存在的不足  15-16
  1.6 研究内容  16-17
第二章 强夯黄土边坡的模型试验  17-33
  2.1 模型试验研究现状  17
  2.2 相似原理  17-19
    2.2.1 量纲分析  17
    2.2.2 量纲齐次原则  17-18
    2.2.3 量纲分析的一般步骤  18
    2.2.4 相似理论  18-19
  2.3 模型的选择  19-20
    2.3.1 相似系数的确定  19-20
  2.4 试验的内容  20-31
    2.4.1 强夯振动的测试  21-24
    2.4.2 土压力盒的标定  24-27
    2.4.3 土体内部动应力的测试  27-29
    2.4.4 夯坑深度的变化  29-30
    2.4.5 锤底加速度的变化  30-31
  2.5 小结  31-33
第三章 强夯的现场试验  33-47
  3.1 强夯振动的影响试验  33-37
    3.1.1 强夯参数  33-34
    3.1.2 强夯测试结果及布置图  34-35
    3.1.3 强夯振动结果分析  35-37
  3.2 夯锤与土体接触时产生的动应力试验  37-41
    3.2.1 土压力盒的布置  37-38
    3.2.2 动应力测试结果分析  38-41
  3.3 夯锤与土体接触时产生的加速度试验  41-43
  3.4 夯坑深度的变化  43-44
  3.5 现场试验与模型试验结果对比  44-45
  3.6 小结  45-47
第四章 模态分析  47-55
  4.1 模态分析概述  47
  4.2 模态分析内容  47-51
    4.2.1 不同边界条件的土体自振频率  47-49
    4.2.2 不同压缩模量土体的自振频率  49-51
  4.3 谐响应分析  51-53
    4.3.1 谐响应分析的定义  51
    4.3.2 谐响应分析步骤  51
    4.3.3 边坡体位移响应分析  51-52
    4.3.4 边坡加速度放大系数  52-53
  4.4 小结  53-55
第五章 数值模拟  55-66
  5.1 数值模拟研究现状  55
  5.2 数值分析软件简介  55-56
  5.3 有限元模型的建立  56-65
    5.3.1 本构模型的选择  56-58
    5.3.2 数值模拟结果分析  58-65
  5.4 小结  65-66
第六章 结论与展望  66-68
  6.1 结论  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  71-72
致谢  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 各类型土与地基 > 黄土与地基
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