基于物质点法的土石混填地基强夯加固机理分析

来源：计算力学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：何锋,胡盛亮,童晨曦,李长辉,李欣宇,李海潮

单位：南昌市城市规划设计研究总院集团有限公司, 南昌 330038,南昌市城市规划设计研究总院集团有限公司, 南昌 330038,中南大学 土木工程学院, 长沙 410075,中国民航大学 交通科学与工程学院, 天津 300300,中国民航大学 交通科学与工程学院, 天津 300300,中国民航大学 交通科学与工程学院, 天津 300300

摘要：强夯过程中土石混填地基中应力波传播和局部剪切带演化规律受块石含量、几何形状和空间分布等因素影响。本文采用物质点法模拟土石混填地基强夯加固过程。首先,基于极径傅立叶级数展开方法生成一定数量的不规则块石颗粒,并将其随机投放至矩形区域内,采用外接矩形包围盒等几何方法进行接触判断。其次,对生成的几何模型进行三角形网格剖分,在背景网格中插入规则排列的点,通过判断一点是否位于任意三角形单元来选取表征连续体的物质点。最后,对物质点进行分组以区分土体、块石和夯锤,并赋予不同的材料属性,建立土石混填地基的物质点法计算模型。计算结果表明,在做自由落体运动的夯锤产生的冲击荷载激励下,地基内部会产生应力波,其向下传播规律受块石含量和空间分布影响,在达到地基底部后会发生反射并逐渐衰减。在该应力波作用下,块石周围的土体更容易发生剪切破坏,形成不连续的局部剪切带。地基的承载力会随块石含量增大而有所提升,导致强夯加固作用范围减小。此外,本文通过调整夯锤长宽比和下落高度,探究了冲击能对夯锤下落深度的影响,发现夯击能增大将显著增加夯沉量。

关键词：物质点法,土石混合料,强夯,地基加固,塑性变形,

基金资助：中央高校基金(3122024040)资助项目.