软土地基填土稳定性：尖点突变模型及其工程应用

"软土地基填土稳定性控制的尖点突变模型" 在公路建设尤其是高速公路的施工过程中，软土地基的填土稳定性是一项至关重要的工程问题。当前，主要通过位移监测和基于条分法的稳定性分析来确保填土的稳定性。然而，这种传统的控制手段可能无法充分捕捉到填土破坏的动态过程。周翠英和温少荣的研究提出了一个新颖的观点，即利用尖点突变理论来模拟软土地基填土的稳定性控制。 尖点突变理论是一种描述系统从稳定状态突然转变为不稳定状态的数学模型，它在填土的稳定性分析中有潜在的应用价值。研究表明，填土在逐渐变形直至破坏的过程中，其状态从弹塑性过渡到流变，这一过程与尖点突变理论中的下叶突跳到上叶的转变相符合。同时，填土的剪切破坏点可以对应于突变论中的分叉集边界，这揭示了两者在机理上的内在一致性。 为了构建适用于填土稳定性控制的尖点突变模型，研究人员提出了两个方案。方案一考虑了侧向位移速率作为土体破坏的阻抗因子，孔压系数作为发展因子，并引入荷载比例作为状态变量，形成了尖点突变模型I。此模型特别关注了侧向位移速率和孔压系数的变化对土体稳定性的影响。 方案二则进一步扩展了模型I，考虑到地表沉降能够综合反映复杂地层和排水系统对填土稳定性的影响。因此，模型II中加入了地表沉降速率作为发展因子，同时保留了侧向位移速率和孔压系数，以适应更广泛的工程条件。这两个模型都为实际填土过程提供了清晰的物理解释。 在实际应用中，这两种尖点突变模型被应用于广东省某高速公路的软基填土稳定性分析。分析结果验证了基于突变理论的模型在预测和控制填土稳定性方面的有效性和可靠性。这种方法不仅为软土地基填土的稳定性分析提供了新的工具，而且具有显著的工程实践价值。 关键词：软土；软基处理；填土稳定性；尖点突变理论；工程应用 总结来说，该研究通过尖点突变理论提出了一种创新的软土地基填土稳定性控制模型，为软基处理提供了一个全新的理论框架，有助于更准确地预测和控制填土的变形和破坏，从而提高公路建设的安全性和经济性。