高速交通運(yùn)行速度快、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、對路基的要求嚴(yán)格，高鐵無砟軌道路基一般路段工后沉降不得超過15mm，橋臺過渡段工后沉降不得超過5mm，預(yù)測和控制路基工后沉降是高速交通路基工程建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。大量研究和工程實踐表明，路基的長期變形主要是由氣候水文條件與靜動荷載共同作用所引起的。其中，路基土體濕度循環(huán)變化及交通動荷載反復(fù)作用是導(dǎo)致路基沉降累積并產(chǎn)生病害的兩個主要因素。

　　武漢巖土所路基工程學(xué)科方向組科研人員針對服役中路基承受的干濕循環(huán)與交通荷載的耦合作用，通過建立車輛—鋼軌（路面）—層狀路基結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析模型，準(zhǔn)確獲得路基本體的動附加應(yīng)力分布與衰減規(guī)律，進(jìn)一步考慮干濕循環(huán)引起的路基模量衰減導(dǎo)致的固結(jié)變形、交通動荷載作用引起的路基累積塑性變形、累積孔壓消散引起的變形等，在大量試驗和理論分析的基礎(chǔ)上，提出了一種預(yù)測路基工后沉降的模型和方法。該方法能夠考慮路基土體初始賦存狀態(tài)（壓實度、含水率、圍壓、靜破壞強(qiáng)度）、氣候變異（干濕循環(huán)次數(shù)、幅度）、靜動荷載（上部靜荷載和交通動荷載）對變形的影響，可以全面深入地預(yù)測交通荷載和氣候干濕效應(yīng)耦合作用引起的路基長期變形，且具有明確的物理意義。

圖1. 路基工后沉降計算流程圖

圖2.不同深度處路基累積塑性應(yīng)變分布規(guī)律

圖3. 不同干濕循環(huán)幅度下路基長期變形

　　該研究成果得到國家自然科學(xué)基金（41472286, 41472290, 41672312）、中科院STS項目（KFJ-STS-ZDTP-037）和湖北省杰出青年基金（No. 2017CFA056）資助，相關(guān)研究發(fā)表在國際期刊International Journal of Geomechanics上。

　　論文鏈接:  https://ascelibrary.org/doi/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0001568

（文/圖 路基工程組）