Механизм несущей способности виброуплотняемых каменных колонн в коралловом песке с разрушением частиц

Коралловый песок создает значительные трудности при проектировании мероприятий по улучшению грунта из-за высокого коэффициента пористости, высокой сжимаемости и разрушения частиц. Традиционные теории несущей способности виброуплотняемых каменных колонн обычно основываются на предположении о дилатансии грунта при сдвиге или постоянстве объема. Однако эти предположения не учитывают диссипацию энергии, вызванную разрушением частиц, и характерное для кораллового песка объемное сжатие при высоких напряжениях, что приводит к значительным расхождениям в результатах расчетов. На основе анализа физико-механических свойств и механизма разрушения кораллового песка в статье предлагается новый трехэтапный метод измерения пористости in situ. Кроме того, предложена модель сопряжения двух механизмов, учитывающая как дополнительное давление обжатия, эквивалентное по энергии, так и сопряжение разрушения и трения. С помощью введения коэффициента диссипации энергии при разрушении частиц [Formula: see text] и эффективности преобразования энергии в давление обжатия [Formula: see text] разработана модифицированная модель предельного равновесия для разрушения выпучиванием, позволяющая динамически учитывать эволюцию коэффициента пористости и мобилизованный угол внутреннего трения. Валидация на примере проекта строительства взлетно-посадочной полосы в геологических условиях, характеризующихся коралловым песком, показала, что предложенный метод точно отражает усиление бокового стеснения вследствие разрушения частиц кораллового песка. Рассчитанное предельное боковое напряжение (166,3 кПа) соответствует диапазону 158,0–175,0 кПа, измеренному в полевых условиях по результатам девяти параллельных испытаний статической нагрузкой на плиту. С учетом полного диапазона измеренных данных относительная погрешность прогноза составляет от −5,3% до +5,0%. По сравнению с традиционными стандартными методами данный подход обеспечивает значительно более высокую точность и создает надежную теоретическую основу для инженерного проектирования в геологических условиях коралловых песков.