0引言

　　地基承载问题一直是学者们研究的热点课题，随着我国公路事业的快速发展，山区高速公路和高路堤也不断增多，如何准确的计算路基承载力成为公路工程中一个必须重点解决的技术问题。目前研究这一课题的学者比较多，主要集中在刚性基础地基极限承载力的理论上，但是对于公路路基地基承载力的研究成果还比较少，这就本研究留下了比较广阔的研究空间，也意味着本研究具有较高的理论和应用价值。

　　1.公路路基地基承载特性分析

　　1.1弹塑性有限元分析方法

　　弹塑性有限元分析方法是以土体的本构模型为基础的一种分析方法，在分析的过程中运用了Mohr-Coulomb（M-C）屈服准则，分析的结果能够比较客观的反应岩土材料的强度特征，在岩土极限承载特性分析上有着比较广泛的运用。本文以采用Mohr-Coulomb（M-C）屈服准则研究公路路基地基承载特性。在具体的运用当中，以郑颖人等提出基于关联流动的M-C内切圆准则为平面应变条件下精确匹配的M-C准则，有效的保证了分析结果的准确性。

　　在改公式当中，分别表示的是土体的粘聚力，表示的是个内摩擦角的有关参数。

　　1.2公路路基地基和刚性条形基础地基应力变形对比分析

　　公路路基地基承载力问题实际上就是一个平面应变的问题，但是增加了对称性的条件，在运用前述方法进行分析的时候，要确定模型边界的条件。根据分析的需要本研究的设定的边界条件如下：底部为位移边界条件，考虑水平和垂直方向的位移约束；侧面仅考虑水平方向位移约束。为了研究的方便采用四节点单位对计算区域进行划分。运用有限元“生死”单元功能模拟，这就需要先根据要求建立路基部分的有限单元网格，根据施工的填筑层数生成具体的网格，然后根据要求将其“杀死”，填筑一层激活相应层单元。计算参数为路基基底宽度B=68m，路基边坡坡度为1：1.5，土路基容重为18kN/m3。

　　设定=20kPa，=15°，弹性模量E=25MPa，带入公式以后可以生成公路鹿鼎记与建筑刚性条形载荷基底中心点的p—s/B曲线图，通过这一曲线图可以明显的看到如果路基的载荷较小，则中心点的相对沉降s/B与刚性条形基础地基基本一致，但是随着载荷的增加，相对沉降逐渐高于刚性条形基础地基。从而反映出在相同的基底平均应力的条件下，基底中心点的相对沉降高明显大于刚性基础地基。由此运用有限元分析法可以得知公路路基地基载荷特性如下：

　　○1如果公路路基地基达到了临塑载荷，此时路基基底在路基顶宽范围内的应力分布式基本相同的，但是公路两侧边坡内的地基应力呈现出逐渐减少的特征，一直到边坡坡脚应力几乎为零。而刚性条形基础下地基变化则不同，一旦达到了临塑载荷应力的分布由内之外却呈现出抛物线的形状，在角点出的应力分布最大。

　　○2在该条件下公路路基基底沉降在中心点的位置最大，以中心点向外沉降逐渐的减小，距离中心点位置达到3B沉降基本上已经没有了。但是刚性条件下基础下地基基础范围内的沉降呈现出均匀分布的特征，角点外的沉降会逐渐下降，距离中心点3B出的沉降也基本为零。同时，基底中心点的相对沉降高明显大于刚性基础地基，这是公路路基地基承载的一个重要特性。

　　2.公路路基地基破坏模式

　　公路路基地基的破坏模式根据破坏力的原因可以分为土体粘聚力、土体内摩擦角、土体弹性模量三种，具体分析如下：

　　2.1土体粘聚力对路基地基破坏模式作用分析

　　不同粘聚力的地基土发生破坏时会导致路基下的地基内部的土全部呈现塑性变形状态，此时破坏模式呈现出明显的整体剪切破坏特征。如果土的粘聚力持续增大，地基内部的塑性区开展位置会从中部逐渐的想地基内部扩展，此时如果路基地基的载荷增大，也会导致整个塑性变形不断增大。但是此时的塑性变形几乎都集中在路基地基中部和路基边坡坡脚的位置。而此时，坡脚外侧的塑性变形几乎没有，但是随着载荷的增加，当塑性变形区完全联通的时候，公路的整个路基地基就会遭到破坏。从上面的分析可以发现，粘聚力的大小基本上不会影响到地基的破坏模式，粘聚力的增加只会导致到地基的弹性变形阶段变长，同时地基的承载力会增大，这只会影响到地基塑性区的开展情况。

　　2.2土体内摩擦角对路基地基破坏模式作用分析

　　土体摩擦角的变化对于公路路基地基也具有明显的破坏作用，一般在摩擦角较小的时候，地基的塑像变形朝着坡脚和外侧发展，达到地基中部的时候塑性变形达到最大变形值，最终形成了一个滑动面，而且具有良好的贯通性。而一旦内摩擦角变化增大，地基内部塑性变形方向开始向坡脚发展，但是想坡脚外侧发展的程序会有明显的减弱，当坡脚塑性变形最大达的时候，地基就会遭到内摩擦角变化的破坏。此时如果内摩擦角继续增大的时候，地基中的塑性变形会完全向坡脚的方向发展，而坡脚外侧的塑性变形基本停止，在内测形成滑动面，而外侧并不会产生滑动面。从上面的分析可以明显的看出，内摩擦角的变化基本上不会影响到地基塑性变形的开展位置，一般来来说会在路基中部所在的地基内部开始出现塑性变形，但是伴随着内摩擦角的增加会影响塑性发展的趋势，进而影响到对地基的破坏模式。

　　2.3土体弹性模量对路基地基破坏模式作用分析

　　土体弹性模量对路基地基破坏模式作用也是非常明显的，一般来说当土体弹性模量较低的时候，地基内部塑性区只能延伸到坡脚附近的地面处，其基本的破坏模式是局部剪切破坏。伴随着土体弹性模量的增加，对地基的塑性变形的破坏作用也会发生相应的变化，塑性区会伴随着弹性模量的增加延伸到坡脚外的地面上，这种情况下会对地基造成整体性的剪切破坏，整个地基都会遭到破坏。因此，地基土的弹性模量主要会影响到公路路基地基的塑性区发展趋势，从而影响对对地基的破坏模式。

　　3.总结

　　本文研究的主要途径就是对比分析公路路基地基和刚性条形基础破坏模式，通过分析可以发现，无论是那种地基基础，其破坏模式主要分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲减破坏。但是二者在地基相同类型的破坏模式存在较大的差异。在整体剪切破坏上，路基地基的整体剪切破坏的塑性区从路基中心的地基内部产生的，在路基载荷的影响之下逐渐向坡脚和坡脚外侧发展，一般来说当塑性变形区发展到坡脚外侧地面的时候，整个路基地基就会遭到剪切破坏。而刚性条形基础地基则存在明显的不同，因为刚性基础地基角点的会出现应力集中，塑性区不是从路基中间的地基内部，而是从基础边缘的地标开始产生，然后伴随着载荷的增加逐渐向地基内部延伸，正好与路基地基塑性变形是一个相反的方向，延伸丢面以后形成一侧的连续滑动面，对条形地基造成整体的剪切破坏。在局部剪切破坏和冲剪破坏上，公路路基地基与刚性基础地基基本上比较类似，但是当地基完全被破坏的时候，公路路基地基完全处于塑性状态，而刚性基础地基还有一小部分处于弹性状态，塑像变化相对来说比较小一些。