膨胀土区桩承式路基土拱效应退化的数值模拟研究

徐子超 何宗弈 王一博 田茂成 郑亦轩 潘高峰 刘先峰，3

（1.西南交通大学土木工程学院，成都 610031；2.西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031；3.新疆工程学院土木工程学院，乌鲁木齐 830023）

膨胀土是一种高塑性黏土，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形特性。众多学者围绕膨胀土开展了大量的室内和现场试验。杨和平等［1]发现在首次干湿循环过程中，膨胀土会产生较大幅度的不可逆胀缩变形。陈伟志等［2]结合膨胀土土水特征曲线、渗透系数与吸力的关系曲线，采用线弹性PWP模型对路基的相对膨胀量进行了分析。Jiang 等［3]通过开展不同路基填高作用下膨胀土地基现场浸水和自然干燥试验，初步揭示了低矮路基作用下原状膨胀土地基的胀缩变形规律。杨果林等［4]对降雨作用下的微膨胀性路基膨胀行为进行了相关试验研究。

国内外不少学者对土拱效应的形态与发展、土拱所受影响因素亦进行了分析。庄妍等［5-6]通过数值模拟分析发现土拱效应受路基高度与桩间距的比值、土体性质等的影响。梁瑶等［7]通过自制土工试验仪模拟土拱效应证明了类似的结论，但其进一步发现在拱高的影响因素上，内摩擦角对其影响显著，黏聚力对其影响不大。桩土应力比也是评价土拱效应发展程度的一个重要指标。曹卫平等［8]均对桩土应力比的影响因素进行了研究，其中曹卫平通过试验研究发现桩-土相对位移在6～8 mm时，桩土应力比达到最大值。……