行车荷载作用下压实钙质砂路基累积沉降数值模拟

来源：中国血液净化杂志2025年第7期北京时间：

作者：刘萌成, 石佳弘, 戴鹏飞

单位：1. 浙江工业大学　土木工程学院，浙江　杭州　310023","2. 华设检测科技有限公司，江苏　南京　211100

摘要：<p>为了准确预测行车荷载反复作用下南海岛礁压实钙质砂路基累积沉降，采用在广义塑性模型的剪胀方程、加载方向和塑性模量表达式中嵌入颗粒破碎指标的方法，构建了考虑颗粒破碎的压实钙质砂动本构模型，并将其嵌入ABAQUS有限元软件。循环三轴试验结果与模型预测结果对比分析表明：所提模型可以较为准确地预测压实钙质砂的轴向残余应变和颗粒破碎变化规律。采用ABAQUS有限元对一实体工程进行有限元建模与数值模拟分析，研究结果表明：①不同轴载反复作用下，压实钙质砂路基顶面单元的应力路径为具有一定倾角的螺旋上升曲线，其中竖向正应力<i>S</i>₃₃随接地压力<i>p</i>′或轴载<i>F</i>和荷载循环次数<i>N</i>增加而增加，并在<i>N</i>小于2万次时趋于常数；②当<i>N</i>小于2万次时，路基顶面累积沉降<i>U</i>₃的变化规律与竖向正应力<i>S</i>₃₃类似；当<i>N</i>小于20万次时，路基顶面累积沉降<i>U</i>₃随压实度<i>K</i>增加而减小，且在不同轴载作用下路基顶面累积沉降<i>U</i>₃各自趋于不同常数；③接地压力<i>p</i>′或轴载<i>F</i>和压实度<i>K</i>是南海岛礁压实钙质砂路基长期累积沉降的决定性外部影响因素；为了防止沥青路面出现车辙病害，南海岛礁压实钙质砂路基的压实度<i>K</i>必须控制在95%及以上。</p>

关键词：路基工程,钙质砂,广义塑性模型,循环三轴试验,颗粒破碎,累积沉降,有限元分析