高速交通運行速度快、技術(shù)標準高、對路基的要求嚴格，高鐵無(wú)砟軌道路基一般路段工后沉降不得超過(guò)15mm，橋臺過(guò)渡段工后沉降不得超過(guò)5mm，預測和控制路基工后沉降是高速交通路基工程建設的重點(diǎn)和難點(diǎn)。大量研究和工程實(shí)踐表明，路基的長(cháng)期變形主要是由氣候水文條件與靜動(dòng)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(dòng)荷載反復作用是導致路基沉降累積并產(chǎn)生病害的兩個(gè)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(guò)建立車(chē)輛—鋼軌（路面）—層狀路基結構動(dòng)力學(xué)分析模型，準確獲得路基本體的動(dòng)附加應力分布與衰減規律，進(jìn)一步考慮干濕循環(huán)引起的路基模量衰減導致的固結變形、交通動(dòng)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上，提出了一種預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(shí)度、含水率、圍壓、靜破壞強度）、氣候變異（干濕循環(huán)次數、幅度）、靜動(dòng)荷載（上部靜荷載和交通動(dòng)荷載）對變形的影響，可以全面深入地預測交通荷載和氣候干濕效應耦合作用引起的路基長(cháng)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變分布規律

圖3. 不同干濕循環(huán)幅度下路基長(cháng)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）