我国疆域辽阔,山区众多,大山一直是阻碍经济交通发展的重要屏障。由于受到地形、地貌、环境与投资等因素的影响,建造公路时经常会遇到在陡坡上修筑填方路基的问题。在陡坡上修筑回填路基过程中,由于普通回填土具有高压缩性、自重大等特点,选用普通回填土作为路基会对陡坡稳定性带来较大不良影响。随着回填路基工程的发展,轻量土体解决了一些以往工程难以解决的问题。轻量土体有以下几个特点:1)轻量土体具有较轻的容重,但其强度仍然保持较高的水平;2)轻量土体固化后自立性非常好,侧压力系数较小。若采用轻量土体代替普通回填土材料,可大大增加边坡稳定性,减少加固费用,并可以设计较少体积的支挡结构,增加工程经济性。本课题来源于河南省重点科技攻关项目“基于轻量土技术的淤泥再生材料应用研究(152102310082)和郑州市科技计划项目“EPS淤泥再生混合轻量土技术与应用研究(20130820)。本文以深圳龙岗某公路边坡为例,主要研究轻量土-支挡结构联体模型在陡坡回填路基中的模拟应用。基于理论计算、数值模拟等方法,对陡坡路基进行稳定性计算,分析轻量土-支挡结构联体模型与普通回填土对边坡稳定性及挡土墙的影响。本文的主要研究内容和结论有以下几个方面:(1)确定轻量土配方,获取参数。选取典型配方,进行轻量土试验,旨在获取轻量土体材料的弹性模量、重度、内摩擦角与黏聚力等物理力学表征参数。(2)基于理正边坡综合治理与有限元计算软件,对陡坡路基在无支护、普通回填土、轻量土-支挡结构三种状态下进行稳定性计算。三种状态下安全系数依次为1.41948、0.81605、1.316。理论计算结果表明:陡坡在原始状态下处于稳定状态,回填普通土后路基处于不稳定状态,换填为轻量土后陡坡恢复稳定状态。轻量土回填路基对于边坡稳定性有较大贡献。(3)基于Abaqus有限元计算软件,在普通回填土与轻量回填土两种工况下,选取9个典型点位,对陡坡土体位移、应力、应变进行分析。分析结果表明,回填路基换填为轻量土体后,土体应力应变数值整体小于普通回填土。在两种工况下,轻量回填土的应力与应变值都小于普通回填土,9个点位最大应力值相差20%,最大应变值相差22%。(4)通过Abaqus有限元计算软件,对挡土墙进行结构受力数值模拟计算,分析挡土墙墙体应力应变及挡土墙位移。挡土墙在普通回填土状态下最大应力为165kPa,轻量土状态下为133kPa。挡土墙墙后位移在工况一状态下为100.3mm,工况二状态下为13.7mm,挡土墙整体位移减小87mm。计算挡土墙抗滑移稳定系数及抗倾覆稳定系数,工况一状态下挡土墙抗滑稳定系数与抗倾覆稳定系数分别为1.45和2.51,工况二状态下挡土墙抗滑稳定系数与抗倾覆稳定系数分别为1.64和3.01。通过轻量土-支挡结构联体模型与普通回填土在陡坡回填路基中的对比应用研究,联体模型在工程应用中具有较高的经济性及安全性,值得推广应用。