贵广高铁途经贵州省贵定县昌明镇,并在此设立尖山营特大桥。现场监测数据显示大桥桥墩在雨季出现抬升,旱季又会向下沉降。桥墩(台)位移变化严重超出了高铁设计规范,对梁轨结构的安全存在着不利影响,也使得高铁经过尖山营特大桥时要限速。理论分析及膨胀性试验表明桥位异常升降的主要诱因是桥墩下覆膨胀岩土层的胀缩。拟建贵南高铁也要经过该地区附近,为了对贵南高铁的勘察、设计、施工以及后期运营提供依据,并且由于现如今对于膨胀岩土本构模型的研究大多没有考虑或者针对性的研究含水率对膨胀岩土体力学及膨胀参数的影响,在膨胀岩土数值模拟中对本构模型的选择也较为局限,大多仍采用摩尔库伦模型或者热-力耦合模型,并不能直观和准确的反映出膨胀岩土体吸水后的力学与位移变化。因此根据该区膨胀岩土体力学特性以及力学膨胀参数与含水率的关系自定义本构模型很有必要,在此基础上得到的数值模拟结果更为精确、直观,也更满足实际工程需要。本文在此研究背景下,以湿度应力场理论为基础,并结合自由膨胀率试验、直剪试验、回弹模量试验和无荷膨胀率试验等室内试验获取的弹性模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角等力学和膨胀参数随含水率的变化,推导出了基于摩尔库仑准则的尖山营地区膨胀土弹塑性本构模型。然后在Visual Studio 2005软件中实现了FLAC3D自定义本构模型的二次开发,并通过数值模拟得到了桥墩下覆岩土体和桩基础在桩端荷载作用下以及膨胀岩土体吸水后的应力和位移场。结合数值模拟和桥墩异常升降监测结果,验证了该本构模型的正确性和引起桥墩异常升降的因素。