比上软下硬和上硬下软型土层结构强夯震动规律
为研究对于上下土质不同的振动传播规律，王思海[1]等进行了不同夯击能的夯击试验。上硬下软场地上层为碎、块石素填土，依次向下分别为粉细砂吹填土、淤泥质粉质黏土，而上软下硬场地的上层土为松散粉质黏土，向下依次为平均厚碎石杂填土、粉质黏土、中风化白云岩。
在近场处“上硬下软”场地强夯振动速度远大于“上软下硬”场地，随着距离的增加，“上硬下软”场地衰减速度更快，振动速度值逐渐趋近。在距离夯击点较近点时，振动波传递性能比上软下硬土好。但其下部为淤泥质软土，振动衰减速度更快，在距夯击点较远时两种场地振动值逐渐趋近。 对于上硬下软场地，在距夯击点较近处其垂直速度与水平速度比值远大于上软下硬场地。证明当土层介质较软时，对于横波的削弱能力远大于硬质土层。
表 1 测点不同夯击能速度（mm/s）
注：V表示振动速度，下表数字代表距震中距离（米），V、H分别代表竖直、水平。
二 不同土质与振动衰减规律
（一）粉砂土及黄土
黄鑫[2]研究了黄河流域土质振动衰减规律，黄河流域在勘探深度范围内以黄褐色粉质粘土、粘土，粉土，粉砂及粉细砂组成，地下水位埋深约1.5 m。振动加速度在距夯击点距离前70m衰减较快，70m以后趋缓。总体讲，产生的振动随夯击次数增加而增加。对于承载力特征值在200-240kpa之间的粉土和黏土，振源距相同的情况下，能级大的振动衰减更快，其加速度-距离曲线越陡。
甘肃庆阳为黄土土质，地下水位在30m以下，黄土平均粘聚力c约为30kpa，承载力为200-250kpa之间。王志楠[3]对该土质条件下的振动衰减规律进行了研究，在进行8000KN·m强夯试验时，振动随距离曲线在前25m急速衰减，25m以后即进入平缓段。
图 1 黄河流域粉土（左）与黄土（右）衰减规律曲线
（二）回填土
李润[4]对回填土为土质较为松散的带碎石黏土的地基进行了强夯试验。李昭[8]对某松散回填土场地进行强夯试验，该场地上层为人工杂填土，土质承载力及粘聚力较差，含水量较大；下层为一般第四纪沉积土层。两工程强夯引起的地面振动衰减趋势类似，随距离增大逐渐减小，前40m下降较快，40m后下降趋缓。
（三）淤泥土
陈向阳[6]在榕江三角洲平原上做强夯振动试验，该地土质软弱，地下水位较高，上层主要为淤泥质黏土及水堆积细砂土，下层土主要为中高度液化土。夯击能衰减较其他土质更快。罗启添[7]对某沿海淤泥（粘聚力20kpa）黏土土质场地进行了8000kN·m夯击试验，其振动加速度衰减规律与黏性土强夯试验一致，在50m以后进入平缓段。两工程振动衰减趋势基本吻合，曲线如图2所示
图 2淤泥细砂质土（左）及淤泥黏土（右）振动速度随距离衰减曲线
（四）黏性土
周洋[8]对安徽某粉质黏土场地分别进行2000kN·m和6000kN·m夯击试验，场地土含水率在25%左右，土的承载力为220kpa左右，但粘结力c为41-45kpa之间；对比粉细砂场地，此场地土质较柔，粘聚力大，土质中含水率大；6000kN·m试验在90m已经衰减无几（速度与加速度曲线趋势相同）。
（五）小结
本文工程振动参数见表2。对于土质较紧实的土，其振动随距离衰减较其他土质较缓，地下水会吸收一部分的夯击能；对于较为松散的土，衰减速率较紧实土更快，回归曲线类似于指数方程；对于含水率较高的淤泥土，振动衰减速率更大，且夯击能级对衰减规律影响不大；对于粘性粉土及黄土，粉土紧密性介于沙土与黄土之间，其衰减较沙土快，较黄土慢；戈壁沙丘场地由于地下沙土紧密无孔隙，导致衰减拐点较其他场地更远；而由于干燥黄土孔隙比大，内部微空腔多，阻隔振动传播，导致衰减速率较大。
表 2 强夯工程参数
注：标*表示为估计值
五 总结：
介质对振动波传递有较大影响，硬介质对横波的传递效率高。当较软土作为振动传播介质时，软土对纵波的削弱较小，横波的削弱较大。
一般的，在同一夯击能下，土越软弱，孔隙比越大，地下水位越高，其传播距离越近。但这其中土的含水率会对土的承载力、孔隙比、粘聚力产生较大影响，进而影响土的性质。总之，土质越黏、越软弱、含水率越大，地下水位越高，其振动随距离衰减越快。
参考文献
[1]王斯海,陈海军,王世坚.不同土层结构场地强夯振动效应研究[J].施工技术, 2016,45(S1):15-19
[2]黄鑫.强夯法施工对环境影响的研究与分析[D].山东大学,2019.
[3]王志楠,何小飞,沈锦儒.强夯地面振动衰减规律探讨[J].工业建筑.2016年增刊Ⅱ.464-468.
[4]李润,简文彬,康荣涛.强夯加固填土地基振动衰减规律研究[J].岩土工程学报,2011,33(S1):253-257
[5]李昭.强夯振动衰减与场地介质性质相关性研究[D].中国地质大学（北京）,2003
[6]陈向阳,郭冰鑫,谢玲霞,等.砂土地基强夯影响因素及振动规律的现场试验研究[J].石油工程建设, 2016,42(03):64-68.]
[7]罗启添.高能级强夯置换加固软土地基振动衰减规律研究[J].公路, 2018,63(5):60-64.
[8]周洋,阿拉塔,郭迅,等.强夯振动衰减规律及其对建筑安全性的影响[J]. 震灾防御技术,2018,13(04):860-868.
