随着我国高速公路的飞速发展,高速公路的行车安全问题越来越受到广泛重视,如何保证路基的长期动力稳定性是贯穿设计、施工和后期养护的关键问题。路基的长期动力稳定性问题主要是指在公路设计生命周期内,在车辆周期性循环动力荷载作用下,路基土发生体积变化和塑性变形累积,进而导致路基的累积附加沉降。当路基附加沉降到一定程度后,将发生地基的动力失稳,发生塌陷等灾害事故。为研究路基土在循环荷载作用下的累积变形规律,以黏土为基础材料,通过人工重塑实验材料,探究在不同被动围压下不同含水率黏土的棘轮行为特征,进而将次加载面理论和修正剑桥模型结合,建立循环塑性本构模型,对黏土在循环压力载荷下的棘轮行为进行模拟,研究结果可为路基累积沉降等问题的分析提供理论指导。论文具体工作总结如下:(1)人工重塑了16%、18%、20%含水率的黏土,利用开发的被动围压夹具开展被动围压下的循环加载实验。结果显示,18%含水率为最佳含水率,此时的棘轮应变演化速率最慢;黏土的棘轮应变与加载的上下限、平均力、力幅值密切相关:棘轮应变随加载下限的增加而减小,随加载上线的增加而增加;棘轮应变随加载平均力和力幅值的增加而增加;在最佳含水率下,随着加载平均力的继续增加,棘轮应变逐渐达到稳定。(2)通过引入次加载面理论建立了循环塑性本构模型框架,对其特有的材料参数c、X、u进行研究发现,随着参数c的增加,循环加载时的滞回环的大小和棘轮应变减小;当参数X增加,棘轮应变随之增加;参数u能够显著影响应力-应变曲线的斜率,斜率大小与u成正比;进而将次加载面理论引入修正剑桥模型之中,建立了黏土循环塑性本构模型。(3)分别利用最近点投影法和切平面法,基于隐式应力积分算法对提出的循环塑性本构模型进行了数值实现,通过与ABAQUS中的修正剑桥模型模拟结果进行对比,验证了两种算法下数值实现的准确性。通过对比发现,需要对屈服函数求偏导的最近点投影法的计算效率和准确性优于切平面法。进而对不同加载工况下的棘轮行为实验进行模拟,发现实验和模拟的结果吻合较好,表明提出的基于次加载面理论的循环塑性本构模型可用于预测黏土的棘轮行为。