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強夯法的加固原理是什么?

強夯法有兩種不同的加固原理：動力密實與動力固結， 取決于地基土的類別。

1.強夯法加固非飽和土的原理

強夯法加固非飽和土的原理是動力密實，即在沖擊荷載作用下，土體中的孔隙體積減小、土體骨架變形，土體變得更為密實，從而提高其強度，減小其壓縮性。

土體由固相、液相和氣相三部分組成。在壓縮波作用下，土體顆粒互相靠攏，因為氣相的壓縮性比固相和液相的壓縮性大得多，所以氣體部分首先被排出，土體顆粒進行重新排列，由天然的絮亂狀態進人穩定狀態，孔隙大為減少。在波動能力作用下，土體間的液體也受力而可能變形，但這些變形相對于顆粒間的移動和孔隙減少來說是較小的，因此可以認為非飽和土的夯實變形主要是顆粒的相對位移引起的，非飽和土的夯實過程就是土體中氣相被擠出的過程。

2.強夯法加固飽和土的原理

強夯法加固飽和土的原理是動力固結。傳統的固結理論認為，飽和土在快速荷載條件下，孔腺水是不可壓縮的。梅納根據飽和土在強夯瞬時產生數十厘米的壓縮這一事實，提出了不同看法。

根據梅納提出的模式，飽和土強夯加固的機理可概述為:

(1)滲透系數隨時間變化

在強夯過程中，土體中的超孔隙水壓力逐漸增長且不能迅速消散，由于總應力保持不重，則有效應力減小，在飽和土地基中產生很大的拉應力。水平拉應力使土體產生一系列的豎向裂縫，使孔隙水從裂縫中排出，土體的滲透系數增大，加固飽和土的固結。此外，飽和土中含有1%~4%的封閉氣體和溶解在液相中的氣體。夯擊產生的沖擊能一部分轉化成熱能， 這些熱能使飽和土中的封閉氣泡移動， 而且加速可溶性氣體從士中釋放出來，使土體體積進一步減少， 還可以減少孔隙水移動時的阻力，增大了土體的滲透性能，加速土體固結。

(2)飽和土的可壓縮性

在強夯能量的作用下，飽和土中，氣體體積先壓縮，部分封閉氣泡被排出，隨后孔隙水排出。在此過程中，土中的固相體積不變，液相與氣相體積均減小，土體瞬時發生有效的壓縮變形。

(3)飽和土的局部液化

在夯錘反復作用下，飽和土中將引起很大的超孔隙水壓力，致使土中有效應力減小，當土中某點的有效應力為零時，土的抗剪強度降為零，土顆粒將處于懸浮狀態，達到局部液化。當液化度達到100%，土體的結構破壞，滲透系數大大增加，處于很大水力梯度作用下的孔腺水迅速排出，加速了飽和土體的固結。

(4)飽和土的觸變恢復

飽和土在強夯沖擊波的作用下，土中顆粒、陽離子、定向水分子原來的相對平衡狀態受到破壞，顆粒結構從原來的絮凝結構變成一定程度的分散結構，顆粒間聯系削弱，強度降低。強夯結束一定時間后，土中細小的膠體顆粒的水分子膜逐漸重新聯結，恢復其原有的稠度和結構，這一過程即為飽和軟土的觸變特性。

需要說明的是，飽和土的觸變恢復過程非常緩慢，由于土體性質不同，恢復后的強度可能高于原有強度，也可能低于原有強度。