张 硕,蒋良潍,罗 强,李傲赢,司光武

(1.高速铁路线路工程教育部重点实验室,成都 610031； 2.西南交通大学土木工程学院,成都 610031)

膨胀土是主要成分为亲水性黏土矿物的高塑性黏土[1]，具有颗粒高分散性、对环境湿热变化敏感的特点。膨胀土边坡失稳破坏是岩土工程所遇到的难题之一，降水入渗条件下，土体增湿自重增加、抗剪强度降低以及产生膨胀作用，影响膨胀土边坡稳定性。这三项重要因素的综合作用，增加了膨胀土边坡稳定性分析的难度。

膨胀土边坡的稳定性分析计算，主要分为传统极限平衡法和有限元数值模拟法两类。殷宗泽等[2]提出以条分法为基础，近似反映裂隙对膨胀土边坡影响的分析方法，指出裂隙程度如何，对抗剪强度影响很大。卫军等[3]考虑土体强度衰减特性，通过条分法分析了膨胀土边坡的稳定性。条分法基于刚体极限平衡原理，需要假定滑面形状、位置和条间力，利用有限元方法则可以考虑土体变形与应力调整，实现滑面的自动搜索。但如何合理模拟膨胀作用成为有限元分析中的难题。

有限元分析中，一般通过温度场比拟湿度场来实现土体增湿膨胀的模拟。缪协兴等[4]首次提出了湿度场与温度场等效理论，通过编制的湿度场有限元程序，分析了膨胀岩各向同性膨胀及软化问题；刘静德等[5]通过定义温度场，将各向同性膨胀力引入到通用有限元软件中，以模拟膨胀土边坡降雨破坏过程。但是，由于土体结构的各向异性，膨胀土普遍具有各向异性膨胀的特点，张颖均[6]通过三向胀缩仪研究了裂土的各向异性膨胀性质，指出膨胀土垂直膨胀力大于水平膨胀力，因此边坡稳定性有限元分析中采用各向同性膨胀假设仍不尽合理。……