高压旋喷桩复合路基的数值模拟与变形预测

本文主要探讨了"高压旋喷桩复合路基形态数值分析"这一主题，通过选取某高速公路K36+060至160段作为研究实例。研究的核心内容是利用数值模拟方法对复合路基的应力分布、位移变化以及塑性区状况进行了深入分析。高压旋喷桩作为一种常见的地基处理技术，被用来强化砂类土、粘性土、黄土和淤泥土层，通过改善地基土的变形性能和承载能力，构建出稳定的复合地基，从而提升道路工程的整体稳定性。 文章首先介绍了有限单元法在岩土工程中的应用，这是一种将连续介质分割成多个互相连接的单元，以便更精确地模拟实际地质条件的方法。作者采用了非线性弹性本构模型和弹塑性本构模型进行数值分析，其中，弹塑性本构模型如Drucker-Prager屈服准则被选中，因为它能更好地处理高应力水平下的岩土工程问题，该准则描述了材料在屈服后的变形行为，遵循了塑性流动法则，避免了计算上的任意性。 在具体分析中，作者使用了应力张量的第一不变量I1和第二不变量J2，以及粘聚力c和内摩擦角φ作为关键参数，这些参数在德鲁克-普拉格屈服准则中起着决定性作用。当φ为正时，屈服面表现为摩尔-库仑六边形锥体的内切圆锥，而在φ等于零时，屈服准则简化为经典的库仑定律。 通过这样的数值模拟，研究者能够预测高速公路路面在长期使用过程中的沉降变形情况，这对于公路设计和维护具有重要意义。这种综合运用理论模型与实际工程项目的实践，为优化高压旋喷桩复合路基设计提供了科学依据和技术支持，有助于确保高速公路的长期稳定性和安全性。