地基強夯加固質量安全監測理論與方法（簡體書）

強夯法是地基加固處理工程中的重要工法之一。自從強夯法引入以來，我國工程界根據工程需要對強夯工法進行了不懈的探索，將強夯法從最初僅適用于砂土、碎石土這類非黏性土地基的加固方法，推廣到雜填土、濕陷性黃土、非飽和黏性土乃至飽和黏土地基的加固，在工程中發揮了非常重要的作用，產生了巨大的技術經濟效益。然而，地基強夯加固工程中仍然存在不少技術問題，成為強夯加固工法實施的障礙。
孫進忠教授及其團隊針對地基強夯加固工程中的夯點土體加固狀態實時監控、地基加固竣工質量檢測和強夯振動的環境影響評價三個環節中存在的技術落后、評價標準不夠明確等方面的問題，在深刻認識強夯現象的基礎上，對相關科學問題展開研究，取得了一些創新性研究成果，建立了地基強夯加固狀態的振動實時監控方法、地基強夯加固質量的多道瞬態瑞雷波三維連續檢測方法以及強夯振動環境影響的監控和安全評價方法三個技術體系，對提高地基強夯加固工程的技術經濟效益具有良好的作用。
該書結合南水北調中線工程漳古段濕陷性黃土渠基強夯加固工程，展開相關問題的研究，介紹上述三個技術體系的相關理論和方法。
強夯工法的理論研究遠遠落后于工程實踐，最根本的原因還是對強夯作用的物理力學過程認識不夠。該書以沖擊動力學的觀點審視強夯作用的物理力學過程，明確描述了自夯錘接觸地面、貫入土體到夯錘貫入運動停止這一過程中的強夯現象，系統提出了土體對夯錘動力響應的局部、近場、遠場問題。這些認識，對于深化強夯理論研究，最終推動強夯工程的技術進步具有重要意義。
強夯振動影響一直是妨礙強夯工程實施的一個不利因素。該書站在波動力學的高度，從波場的視角認識強夯振動，不僅看到了強夯振動對環境影響的不利方面，也看到了強夯振動中蘊含著場地土體物理力學狀態信息的有益方面，從而創造性地提出了利用強夯振動對強夯施工過程中夯點土體加固狀態進行實時監控的思路，并完善了相關理論和方法，建立了夯點土體加固狀態振動實時監控方法體系，成為可以替代夯沉量監控方法的新一代監控技術方法。
針對地基加固質量常規檢測方法效率低、費用高，難以全面了解地基土體深部和橫向加固效果，無法對大面積地基強夯加固質量進行連續跟蹤檢測的技術問題，該書展開了地基強夯加固質量的多道瞬態瑞雷波三維連續檢測方法研究，在瞬態瑞雷波相速度提取和相速度與地基土體物理力學參數關系確定兩個方面提出了新的認識。
在實測多道瞬態瑞雷波相速度提取分析中，提出了相鄰檢波道瑞雷波的時差對道間相位差影響的問題，突破了現有多道瞬態瑞雷波探測技術中的道間距上限，從而，用兩個檢波器就能完成以往由十幾、二十幾個檢波器組成的檢波器排列才能實現的相速度提取工作，大大提高了多道瞬態瑞雷波探測技術的效率。這不僅為實現地基強夯加固多道瞬態瑞雷波三維連續相速度成像奠定了基礎，而且還為多道瞬態瑞雷波探測技術向高頻探測領域拓展鋪平了道路。
在場地土體瑞雷波相速度與土體物理力學參數相關性統計分析中，從瑞雷波相速度與地基土體深度的物理對應關系、地基土體表層擾動和地基土體對地基承載力貢獻的有效范圍以及地基土體采樣測試操作的便捷性等方面考慮，首次提出了瑞雷波相速度反映的有效土層范圍與土體物理力學參數測試取樣點位置的合理對應深度。這一認識，解決了地基加固質量瞬態多道瑞雷波檢測技術中由地基土體瑞雷波相速度成像到地基土體物理力學參數成像轉換映射的技術關鍵，從而建立了地基強夯加固質量的多道瞬態瑞雷波三維連續檢測方法體系，為大面積地基強夯加固工程提供了高效率的加固質量檢測技術。
對于強夯振動影響評價問題，該書按波動力學的觀點對強夯振動現象進行了較深入的剖析，不僅對強夯振動的衰減規律進行了較深入的分析，更對強夯震源的能量輻射特征以及強夯振動的震相構成及其對不同夯檢距上強夯振動的貢獻進行了深入的研究。通過研究，證明了不同表達形式的強夯振動衰減公式在物理本質上的同一性，明確了強夯振動衰減規律的物理基礎。同時，也指示了強夯振動中所蘊含的有關強夯震源和地基土體性質的信息，為強夯振動信息的提取利用指明了進一步的研究方向。另外，按照最不利原則，明確了強夯振動影響評價所應考慮的強夯振動特征量，為強夯振動影響的評價提供了依據。書中提出了強夯振動影響范圍評價和強夯振動建筑物安全性評價兩種基本評價方法，建立了強夯振動環境影響的監控和安全評價方法體系，為強夯振動影響監控評價的工作布置和實施提供了依據。
總之，該書對強夯現象提出了較系統深入的認識，具有較強的創新性，對今后強夯的理論研究有一定推動作用，對強夯工程實踐也有技術支撐作用，是近年來強夯研究領域中一本不可多得的好書。
中國工程院院士
2013年10月