基于BBM非饱和土本构模型的高填路堤沉降特性

作者：关振长; 毛顺飞; 张淑宝; 徐惠明

来源：公路交通科技, 2020, 37(11): 31-38.

• 道路工程
• 非饱和土本构模型
• 数值模拟
• 基质吸力
• 高填路堤
• 沉降特性

基质吸力是非饱和土的重要特性,对边坡稳定性、填筑路基沉降等具有较大影响。常规本构模型未考虑非饱和土中基质吸力的影响,用以分析高填路堤沉降特性时,其计算结果不够准确。为研究非饱和土中基质吸力对路堤工程的影响,采用BBM(Barcelona Basic Model)本构模型,以临界状态线和状态边界面来描绘非饱和土的应力空间,以平均净应力、偏应力、基质吸力3种应力变量来划分弹性空间与塑性空间;在FLAC3D数值平台上通过FISH语言对传统MCC(Modified Cam-Clay Model)模型进行修正后,得以实现非饱和土的BBM模型。以厦蓉高速公路漳州段高填路堤工程为背景,分别采用BBM和MCC两种本构模型对陡坡高填路堤的分层沉降特性展开数值模拟。模拟结果表明,高填路堤的分层沉降量沿填土高度呈现中间大、两头小的分布形态;路堤中部既承受了较大的上覆荷载,下伏也有较厚的可压缩层,因此最大分层沉降发生在路堤中部;由于BBM本构模型充分考虑了非饱和土基质吸力的影响,其计算沉降量略小于MCC本构模型,其沉降计算量与分布规律更符合工程实际。以上研究成果可为高填路堤的沉降计算及工程设计提供借鉴与参考。

• 单位
  福州大学; 土木工程学院