考虑胶结损伤的水泥土搅拌桩加固路堤破坏特征

来源：中国血液净化杂志2023年第10期北京时间：

作者：章定文, 曾彪, 刘涉川, 宋涛, 王安辉

单位：1. 东南大学 交通学院, 江苏 南京 211189;2. 综合交通运输理论交通运输行业重点实验室(南京现代综合交通实验室), 江苏 南京 211100;3. 安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司, 安徽 合肥 230088;4. 中建安装集团有限公司, 江苏 南京 210023"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52078129); Open Funding Project of Key Laboratory of Transport Industry of Comprehensive Transportation Theory (Nanjing Modern Multimodal Transportation Laboratory) (MTF2023009); Natural Science Foundation of Jiangsu Province of China (BK20210051)

摘要：路堤荷载下水泥土搅拌桩可能发生失稳破坏，明确搅拌桩的破坏特征对其稳定性计算具有重要意义。考虑水泥土的应变损伤特性，在摩尔-库仑模型的基础上，将等效塑性应变与水泥土抗剪强度参数关联，提出了水泥土胶结损伤本构模型，通过ABAQAS子程序实现了本构模型的数值应用。依托引江济淮白山节制枢纽软基处理工程，建立了搅拌桩加固路堤的三维数值模型，分析了水泥土胶结损伤程度、桩身强度等参数对搅拌桩破坏特征及其路堤稳定性的影响。结果表明：不考虑水泥土的胶结损伤会高估路堤整体稳定性；路堤荷载下搅拌桩的破坏模式包括桩体剪切破坏、弯拉破坏、倾斜破坏和滑移破坏等；路堤破坏时呈现三段楔形的塑性贯通面，并可分为压剪区、直剪区和弯剪区3个区域；路堤下搅拌桩并非同时破坏，呈渐进破坏过程，且渐进破坏顺序与桩体强度相关；搅拌桩从各级坡中心处开始发生剪切破坏，并向坡脚延伸直至破坏；作为对照，素混凝土桩则从各级坡脚开始发生弯曲破坏，并向坡中心方向延伸直至破坏；路堤坡脚加固对其整体稳定性至关重要。

关键词：路基工程,路堤破坏,数值模拟,水泥搅拌桩,胶结损伤,渐进破坏

基金资助：国家自然科学基金项目（52078129）；综合交通运输理论交通运输行业重点实验室（南京现代综合交通实验室）开放课题（MTF2023009）；江苏省自然科学基金项目（BK20210051）