红色岩层(简称为红层),是外观上以红色为主色调的陆相碎屑(盆地河湖环境)沉积地层;颜色多为红色、紫红色或棕红色。我国的红层主要分布在西南、华东、华南和西北地区,它具有透水性弱、亲水性强、浸水后岩体强度软化、失水后易崩解的特点。西南地区的红层软岩路基病害十分严重,红层软岩的不良性质经常使路基产生较大的变形,又因高铁无砟轨道对变形极其敏感,软岩路基的变形会对高铁的安全运营造成了极大的影响。目前对于高铁路基的上拱变形都将原因归于软岩的吸水膨胀,鲜有人从流变的角度去分析路基的上拱问题。本文以西南地区某无砟轨道路基的上拱问题为背景,运用资料调研、理论分析、数值模拟等方法,在岩体蠕变特性的分析的基础上,研究并挑选了合适的本构模型,探索了红层软弱路基在流变作用下的变形规律。本文的主要研究内容如下所示:(1)查阅相关文献以及理论分析确定了描述软岩蠕变特性的本构模型,全面了解了病害点所在地区的地质条件以及土层分布规律,结合FLAC3D数值模拟软件建立模型进行计算。(2)数值模拟结果对比分析,弹塑性本构与流变本构模型的竖向、水平位移,大小主应力,塑性区分布等。(3)将监测的数据与数值模拟的数据相对应,验证模拟结果是否能符合工程实际。通过数值模拟的相互对比以及与监测数据的对比,可以得到以下结论:(1)弹塑性分析与流变分析都显示路基产生了较大的上拱变形,都远远超过了高速铁路无砟轨道对路基上拱变形的4mm限制要求。由此可见,路基因流变而产生的变形对高铁的长期稳定与安全构成了巨大的威胁。弹塑性位移与流变位移相比,位移大约减少了50%。(2)边坡坡脚处的流变变形最为明显,随着与坡脚距离的增大,流变位移逐渐减小,位移衰减的速率逐步增大,轨道下方的基岩变形较为稳定,而轨道两侧的防水结构下方的变形十分大,容易造成混凝土开裂,防水垫层损坏等情况的发生,影响防水性。同时,隔断结构下方的软岩受力情况较为复杂,变形较大且同时具有沉降与回弹变形。(3)路基岩体的流变均为稳定流变,即随着时间的发展,变形虽然随着时间发生变化,但经过过渡蠕变阶段后,蠕变速率逐步减小至无限趋近于0,变形最终趋近于某一固定值,岩体不会因流变而产生破坏。