在我国南方地区,高速公路的修建难免会穿越山岭重丘区,考虑粗粒土(粒径d=0.075～60 mm颗粒含量(质量比)大于50%的土石混合料组成)具有孔隙率大、透水性强、抗压强度高、压实密度大等工程特性,多处路基将粗粒土作为填料进行了高填方施工,形成了大量粗粒土高路堤工程。然而,在长期车辆动力荷载及降雨因素的共同影响下,运营期粗粒土填料时常发生流变现象,降低了路堤设计使用年限。鉴于此,本文以导师何忠明教授主持的国家自然科学基金面上项目“动力湿化作用下粗粒土高路堤服役性能演变与状态控制技术研究(51678073)”为依托,开展了粗粒土高路堤动力湿化模型试验,深入分析了粗粒土高路堤在动力湿化作用下的渗流特性,并根据试验结果,采用数值软件对动力湿化作用下粗粒土高路堤的动力响应及稳定性演变规律进行了模拟分析。本文主要研究结论如下:(1)基于相似理论,构建路堤模型与原型之间的相似关系,采用自主研发设计并制作的路堤模型箱、室内降雨喷洒装置及车辆动力荷载模拟装置,开展室内粗粒土高路堤动力湿化模型试验,可以较为真实的反映粗粒土高路堤在动力湿化作用下的渗流特征。(2)动力湿化模型试验结果表明:动力湿化作用下,湿润锋首先在路堤边坡表面形成,并逐渐从边坡表面向边坡内部拓展,受车辆动力荷载的影响,湿润锋在坡顶处的拓展速率较小,坡脚处的拓展速率较大;在湿润锋演变规律的影响下,随着降雨历时的增加,路堤边坡监测点负孔隙水压力逐渐减小,体积含水率逐渐增大,路堤边坡坡前应力逐渐增加,且位于坡脚表层处的应力增加速度较快。(3)根据动力湿化模型试验的渗流结果,对粗粒土土水特征曲线进行拟合,可以将渗流数值模拟与动力湿化模型试验有机的结合起来,保证了数值模拟的渗流特性与动力湿化模型试验的一致性,为粗粒土高路堤在动力湿化作用下的稳定性计算提供了渗流场。(4)路堤时变稳定性数值结果表明:当车辆荷载移动到某点时,该点处的竖向动应力响应最明显;荷载加载初期,路基土主要以弹性应变为主,随着荷载加载次数的增加,残留的塑性应变逐渐累积,路基土逐渐产生较大的沉降位移;粗粒土高路堤塑性区首先在路堤顶部及坡脚处形成,随着渗透力的逐渐增大,塑性区逐渐向边坡内部拓展形成贯通区;受路堤湿润锋演变规律及渗透力的影响,路堤安全系数在整个研究历时内的变化规律分为3个阶段:缓慢降低、快速降低和缓慢回升阶段。