强夯置换作为一种经济实用的近海地基处理技术，于20世纪80年代投入实际工程应用。随着我国发展海洋经济战略的提出，以及大量近海构筑物投入建设，研究强夯置换下碎石墩形成机理对工程经济性和安全性都有重要意义。国内外对强夯置换技术的研究主要集中在动力固结效应、置换深度、强夯置换工艺、复合地基承载机理以及强度检测等方面，一般认为：在强夯置换过程中，动力挤密、置换成墩、排水固结等机制共同作用、相辅相成，最终形成复杂的整体加固效果。但是对于置换墩形成机理特别是动态过程研究较少。本文研制了强夯置换模型试验装置并设计了相应的测试系统，对碎石墩的形成过程和机理进行了研究。使用高速摄影仪获得了高分辨率的夯击过程图像，使用加速度传感器测得了夯击过程中夯锤的加速度，通过测量的力学参量和软土中碎石墩宏观形貌的对比分析，得到了强夯置换下软土中碎石墩形成的一些内在控制机制。最后通过有限元模拟分析了强夯置换下散体碎石成墩的机理。研究结果表明：强夯置换与强夯的夯锤加速度曲线存在不同，可分为早期应力波在夯锤中震荡、碎石密实、软土和碎石流动、夯锤回弹4个阶段。随着击数增加，每次夯击中能量释放时间减小、近似平台区的时间减小、平均加速度值变大、峰值变高。同时发现，填料对动应力的持续时间或称能量释放时间影响较大，而在两次填料之间，每次夯击中夯锤的能量释放时间变化不大。动态纵向位移时程曲线显示，回弹量与夯沉量的比值（回弹比）随着填料次数增加而增加。并能从动态图像中观察单次夯击中碎石的运动方向规律。从所获取的夯锤动态力-位移曲线看，填料后夯锤的动态冲击力峰值增大、冲击力加载曲线斜率变小、弱冲击力段变短。