某高速南盤江特大橋岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

肖鴻峰

摘 要：山區(qū)高速經(jīng)緯縱橫，穿山脈跨江河，四通八達(dá)，橋臺(tái)岸坡有的為陡峭崖壁卸荷裂隙發(fā)育，有的為低緩灘岸存在不穩(wěn)定斜坡，評(píng)價(jià)岸坡穩(wěn)定合理確定特大橋跨度顯得格外重要;以師丘高速為例，采用巖土力學(xué)基本原理，定性定量計(jì)算，并采用FLAC3D有限元模擬分析，較好的展示坡體內(nèi)部變形特征，評(píng)價(jià)岸坡穩(wěn)定性及安全襟邊寬度。

關(guān)鍵詞：橋臺(tái)岸坡;卸荷裂隙;有限元模擬分析;內(nèi)部變形特征;安全襟邊寬度

1 岸坡穩(wěn)定影響因素

橋臺(tái)岸坡根據(jù)巖土結(jié)構(gòu)分為兩大類：陡峭的巖質(zhì)岸坡、平緩的土質(zhì)岸坡。其中，巖質(zhì)岸坡穩(wěn)定性問題，其影響因素主要有地形地貌、地層巖性、巖體完整程度、結(jié)構(gòu)面組合條件以及強(qiáng)度、水文地質(zhì)條件、附加荷載。而土質(zhì)岸坡穩(wěn)定性問題，其影響因素主要有地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)、巖土物理力學(xué)指標(biāo)、水文地質(zhì)條件、附加荷載。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

項(xiàng)目區(qū)域位于滇東高原的一部分，地形復(fù)雜，起伏明顯，盆嶺相間，穿越的地貌單元有構(gòu)造侵蝕淺切割中、低山地地貌;地勢(shì)西北高東南低，地形起伏大。

2.2 地層巖性

覆蓋層為第四系殘坡積（Q4el+dl）碎石土、紅粘土層。下伏基巖為三疊系中統(tǒng)蘭木組（T2la）下段泥巖夾砂巖、個(gè)舊組（T2gc）上段白云質(zhì)灰?guī)r及版納組（T2bc）上段泥巖（圖1）。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

北東向構(gòu)造體系在師宗縣城以西、以北的地區(qū)，由北向西褶皺斷裂組成，北西向構(gòu)造體系分布范圍與北東向斷裂大體是一致。斷裂切割，破壞北東向斷裂，特點(diǎn)是褶皺緊密，規(guī)模較小，斷裂密集延伸短，具有張扭性。

2.4 水文條件

南盤江屬珠江的主要的支流，該河常年有水，河寬約110 m，深3 m～5 m，測(cè)時(shí)水位高程780.0 m，枯水期流量約6.75 m3/s，平均流量約40 m3/s，具調(diào)訪，最高洪水位約789.0 m，流水的速度快，沖刷能力較強(qiáng)。

3 評(píng)價(jià)分析

3.1 破壞模式分析

師宗岸為陡坡地形，坡向約340°，坡度總體在21°～33°之間，根據(jù)岸坡與地層傾斜關(guān)系可知，丘北岸為反向坡，通過對(duì)該岸河谷上下游岸坡的失穩(wěn)模式調(diào)查和分析，該岸巖體為泥巖，受結(jié)構(gòu)面切割導(dǎo)致完整性降低，在風(fēng)化、長(zhǎng)時(shí)間雨水等進(jìn)一步作用下，巖體變軟，抗剪強(qiáng)度降低，可能沿巖層軟弱面整體滑動(dòng)破壞。

3.2 數(shù)值模擬分析

（1）模型建立。計(jì)算模型采用巖土工程中應(yīng)用最為廣泛的Mohr-Coulomb彈塑性模型，該模型包含剪切和拉伸兩個(gè)準(zhǔn)則。模型邊界條件的設(shè)置中，下部采用固定約束，左右兩側(cè)采用法向約束，厚度方向前后側(cè)面采用法向約束，上坡面為自由邊界，全場(chǎng)自重應(yīng)力通過重力加速度g=9.81 m/s2施加，從而得到模型的初始平衡狀態(tài)。（圖2）

（2）穩(wěn)定分析。工況一：岸坡自重+橋梁荷載工況：

結(jié)果顯示，岸坡坡頂位移較大，位移值向坡底方向逐漸減小，位移逐漸收斂?；A(chǔ)下部巖體塑性區(qū)不明顯，巖體最大位移小于11.5 mm，基礎(chǔ)下部最大位移小于9 mm，坡口最大位移小于3.1 mm。（圖3）

工況二：岸坡自重+橋梁荷載+暴雨工況：

結(jié)果顯示，岸坡上部基礎(chǔ)下部位移較大。位移值向坡底方向逐漸減下，位移逐漸收斂?；A(chǔ)下部局部塑性區(qū)已連通至地表，但深度較淺且區(qū)域較小，不影響岸坡的整體穩(wěn)定性。坡頂巖體最大位移小于16.9 mm，坡口最大位移小于2.8 mm。

（3）分析評(píng)價(jià)。由數(shù)值計(jì)算結(jié)果（表1）可知，橋梁荷載作用下K線師宗岸推薦方案岸坡附加位移為毫米級(jí)，岸坡不會(huì)因橋梁荷載作用發(fā)生大變形而破壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過以上分析，可以得出：①坡體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，查清坡體裂隙發(fā)育規(guī)律、風(fēng)化層等基礎(chǔ)地質(zhì)條件是岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的關(guān)系;②模擬分析中邊界條件是的施加、位移控制等需要結(jié)合建筑環(huán)境條件綜合考慮;③詳實(shí)基礎(chǔ)資料及扎實(shí)的理論分析相結(jié)合能夠較為準(zhǔn)確的判斷岸坡的穩(wěn)定性并指導(dǎo)工程建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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