随着我国高速公路向中西部地区推进,不可避免地面临大量高填方非饱和压实回填土,导致路基长期处于干湿循环状态,这对路基在工后沉降尤为不利,成为困扰工程界的一个难题。除此外,高填方路堤由于分层碾压的作用,导致其积累了一定的应力历史,演变成为超固结土,超固结土在一定围压下的三轴剪切试验都表现为应变软化的变形特征,并且这些土大部分位于地下水位以上,处于非饱和状态。因此对于高填方路堤在施工过程中以及工后沉降的计算和预测,并对路基沉降所引发的灾害进行消除已经成为工程建设领域内的一个重要课题,其中运用本构模型来对土体流变特性进行描述是一种行之有效的方法。基于此,主要开展以下研究工作:(1)通过对试验用土进行一系列室内试验来确定其物理力学性质。其中液限及塑性分别为49.3和26.7,比重为2.74,最佳含水率为24.6%,最大干密度为1.61g/cm~3。对土样进行土水特征曲线试验,绘制本试验用土的土水特征曲线,为本构模型参数确定奠定基础。(2)运用GDS非饱和土动三轴仪对非饱和路基压实土开展在不同基质吸力(100kPa、200kPa和300kPa)条件下的加载速率为0.02mm/min的三轴固结排水剪切压缩试验,探究基质吸力对非饱和路基压实土的强度变形特性以及体变影响,得出试样的抗剪强度参数,并推导出非饱和路基压实土的固结排水强度公式。(3)对基质吸力(100kPa、200kPa)的试样进行两种不同加载速率(0.4mm/min、0.02mm/min)以及不同超固结比ORC(8、4、1)条件下的固结不排水三轴剪切压缩试验,探究了超固结比、应变速率等对非饱和路基压实土的强度变形特性、应力比以及体变的影响。(4)在弹粘塑性本构模型的基础上考虑基质吸力的影响,并建立基质吸力S与模型参数a_s和M_s之间的函数方程,分别为a_s=3.75S+796.67和M_s=0.0009S+1.583,并用新的参数对非饱和压实土率敏性进行预测,结果表明新模型能够表征非饱和压实土的率敏性等时间相依变形特性,可将此模型用于非饱和压实土路基长期沉降分析。(5)依托兰海高速公路K50+650~K50+860坝式路堤和智能驾驶路段K1+430~K1+620处高填方路堤,运用路基平衡湿度理论对高填方路堤在长期气象条件下的基质吸力作用进行预估,并运用本文提出的考虑基质吸力的路基压实土弹粘塑性本构模型,通过ABAQUS数值计算复杂边界条件下高填方路堤工况,与不考虑基质吸力的弹粘塑本构模型计算结果及现场监测结果进行对比,发现本文模型施工沉降更接近现场监测结果,预测工后10年沉降量均偏小,更接近实际工程情况。