基于离散元的堆石体大粒径填料优化排布研究

为同时解决桥台跳车和大粒径挖方弃石的利用问题，一种堆石体法大粒径填料填筑山区高速公路路基技术被提出。针对堆石体大粒径填料优化排布问题，采用离散元分析方法，对不同粒径范围的大粒径填料在台背回填区域的不同排布方案进行了数值模拟和对比分析。结果表明，大粒径填料填充液态泥浆形成的堆石体结构具有良好的刚度和稳定性，能够实现桥台至路基沉降的平稳过渡，有效避免桥台跳车的出现，且在中大粒径填料填筑厚度为4 m时沉降量最小，工程中建议填筑厚度为3～5 m。离散元的颗粒接触力分析结果显示大粒径填料承担了堆石体受力骨架功能，力链图显示堆石体结构内部存在复杂的拉压应力状态，大粒径填料之间的填充泥浆可提供必要的黏结作用。研究成果已应用于延庆至崇礼高速公路河北段台背回填工程中，实测路面沉降与计算值基本吻合，解决桥台跳车问题的效果良好。