西北农林科技大学水建学院侯天顺副教授团队在交通岩土工程领域取得重要进展

近日，水建学院侯天顺副教授团队在《Acta Geotechnica》上发表了题为“Hysteresis curve model of EPS amended light weight soil under multistep cyclic loading”的研究论文。硕士研究生刘浩钰为论文共同第一作者，侯天顺副教授为通讯作者，美国理海大学的Sibel Pamukcu教授为合作者。

繁忙运行的交通网络有效地促进了国民经济增长和区域协调发展，但在长期的交通荷载下，诸多工程问题也迎面而来，如东部沿海地区软土地基的承载力不足和不均匀沉降引发的路基沉陷、桥头跳车、路基失稳现象，西北黄土地区由于黄土湿陷导致路基路面开裂、侧向滑移等问题。复杂地质环境地基路基失稳，严重威胁人民的生命与财产安全。

针对这一问题，侯天顺副教授团队通过固结不排水动三轴试验研究了轻量土动变形特性，建立了长期交通荷载下轻量土的力学模型。研究结果表明：轻量土骨干曲线呈双曲线型，具有明显的应变硬化特征。随着动力作用水平的增大，轻量土滞回曲线形状从“纺锤形”逐渐过渡到“月牙形”，表现出明显的非线性、滞后性和应变累积性。以Hardin-Drnevich模型和Masing准则为理论基础，提出了轻量土滞回曲线的加卸载准则，引入最大动剪切模量修正系数k1和动剪切模量衰减系数k2，建立了轻量土修正滞回曲线模型。修正滞回曲线模型解决了Masing二倍法滞回曲线无法预测结构性土体由凸形滞回环向凹凸形滞回环渐进性演变过程中复杂力学响应机制的问题。

聚苯乙烯泡沫颗粒混合轻量土具有质量轻、强度高、水稳定性好等工程特性，可以应用于高等级公路、铁路等基础设施建设，在降低高填方段填土自重和控制路面不均匀沉降等方面具有重要意义。本文提出的轻量土修正滞回曲线模型可以描述结构性土体复杂动力响应问题，丰富了土动力学的理论体系，可以为轻量土在交通岩土工程中的变形预测提供理论依据。

上述研究得到国家自然科学基金项目（51509211）和中国博士后基金项目（2016M602863）资助。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11440-024-02523-5

编辑：张晴

终审：李筱英