基質(zhì)吸力是非飽和土的重要特性,對(duì)邊坡穩(wěn)定性、填筑路基沉降等具有較大影響。常規(guī)本構(gòu)模型未考慮非飽和土中基質(zhì)吸力的影響,用以分析高填路堤沉降特性時(shí),其計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確。為研究非飽和土中基質(zhì)吸力對(duì)路堤工程的影響,采用BBM(Barcelona Basic Model)本構(gòu)模型,以臨界狀態(tài)線和狀態(tài)邊界面來描繪非飽和土的應(yīng)力空間,以平均凈應(yīng)力、偏應(yīng)力、基質(zhì)吸力3種應(yīng)力變量來劃分彈性空間與塑性空間;在FLAC3D數(shù)值平臺(tái)上通過FISH語言對(duì)傳統(tǒng)MCC(Modified Cam-Clay Model)模型進(jìn)行修正后,得以實(shí)現(xiàn)非飽和土的BBM模型。以廈蓉高速公路漳州段高填路堤工程為背景,分別采用BBM和MCC兩種本構(gòu)模型對(duì)陡坡高填路堤的分層沉降特性展開數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,高填路堤的分層沉降量沿填土高度呈現(xiàn)中間大、兩頭小的分布形態(tài);路堤中部既承受了較大的上覆荷載,下伏也有較厚的可壓縮層,因此最大分層沉降發(fā)生在路堤中部;由于BBM本構(gòu)模型充分考慮了非飽和土基質(zhì)吸力的影響,其計(jì)算沉降量略小于MCC本構(gòu)模型,其沉降計(jì)算量與分布規(guī)律更符合工程實(shí)際。以上研究成果可為高填路堤的沉降計(jì)算及工程設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。

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【部分圖文】：

圖1v-lnp固結(jié)曲線

由各向等壓固結(jié)試驗(yàn)(即q=0情況)可得到孔隙比e與平均應(yīng)力p之間的關(guān)系。以比體積v為縱坐標(biāo),lnp為橫坐標(biāo),繪制如圖1所示固結(jié)曲線。該曲線稱之為正常固結(jié)線,簡稱NCL,其中AB為壓縮固結(jié)曲線,CD為回彈再壓縮曲線,λ,κ分別為加載、卸載曲線的斜率。Roscoe通過常規(guī)三軸壓縮試....

圖3飽和與非飽和土的壓縮曲線

(pcsp1=pcp0)[λ-k]/[λs-k],?????????(1)式中λs隨基質(zhì)吸力s變化的經(jīng)驗(yàn)公式為:

圖4p-s平面上的屈服線

LC和SI屈服曲線在p-s平面上如圖4所示。BBM模型中,其p-q平面的屈服軌跡借鑒了MCC模型中的屈服軌跡,即特定吸力下非飽和土的屈服軌跡為橢圓[11],因此BBM模型中p-q平面上的屈服軌跡如圖5所示。M仍為臨界狀態(tài)線(CSL)的斜率,且其大小保持不變,與土體是否處于飽和狀態(tài)....

圖5空間屈服面在p-q平面上的投影

BBM模型中,其p-q平面的屈服軌跡借鑒了MCC模型中的屈服軌跡,即特定吸力下非飽和土的屈服軌跡為橢圓[11],因此BBM模型中p-q平面上的屈服軌跡如圖5所示。M仍為臨界狀態(tài)線(CSL)的斜率,且其大小保持不變,與土體是否處于飽和狀態(tài)無關(guān)。ps是特定吸力下臨界狀態(tài)線在p軸上的截....

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