基于BBM非饱和土本构模型的高填路堤沉降特性

发布时间：2024-03-23 16:59

　　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。

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【部分图文】：

图1v-lnp固结曲线

由各向等压固结试验(即q=0情况)可得到孔隙比e与平均应力p之间的关系。以比体积v为纵坐标,lnp为横坐标,绘制如图1所示固结曲线。该曲线称之为正常固结线,简称NCL,其中AB为压缩固结曲线,CD为回弹再压缩曲线,λ,κ分别为加载、卸载曲线的斜率。Roscoe通过常规三轴压缩试....

图3饱和与非饱和土的压缩曲线

(pcsp1=pcp0)[λ-k]/[λs-k],?????????(1)式中λs随基质吸力s变化的经验公式为:

图4p-s平面上的屈服线

LC和SI屈服曲线在p-s平面上如图4所示。BBM模型中,其p-q平面的屈服轨迹借鉴了MCC模型中的屈服轨迹,即特定吸力下非饱和土的屈服轨迹为椭圆[11],因此BBM模型中p-q平面上的屈服轨迹如图5所示。M仍为临界状态线(CSL)的斜率,且其大小保持不变,与土体是否处于饱和状态....

图5空间屈服面在p-q平面上的投影

BBM模型中,其p-q平面的屈服轨迹借鉴了MCC模型中的屈服轨迹,即特定吸力下非饱和土的屈服轨迹为椭圆[11],因此BBM模型中p-q平面上的屈服轨迹如图5所示。M仍为临界状态线(CSL)的斜率,且其大小保持不变,与土体是否处于饱和状态无关。ps是特定吸力下临界状态线在p轴上的截....

本文编号：3936212