桩承式路堤“土拱结构”形成演化规律离散元分析

土拱结构作为桩承式路堤中的主要荷载传递媒介,对路堤荷载传递和路堤填料位移有显著影响。基于室内模型试验,采用颗粒流软件PFC~(2D)建立桩承式路堤离散元(DEM)数值分析模型,基于应力主方向、接触力链及路堤填料沉降分布规律对路堤中土拱结构形态及其演化规律进行深入分析。研究结果表明:路堤中土拱结构随桩土相对位移的增加而逐渐发展并最终趋于稳定,最终的土拱结构形态呈0.8倍桩净间距高的抛物线形;路堤填筑高度对土拱结构形态、演化规律以及荷载传递效率有显著影响;路堤填料粗糙度、桩净间距及桩梁宽度对路堤荷载传递效率有显著影响,但对土拱结构最终形态几乎无影响。