某高速南盤江特大橋岸坡穩定性評價

肖鴻峰

摘 要：山區高速經緯縱橫，穿山脈跨江河，四通八達，橋臺岸坡有的為陡峭崖壁卸荷裂隙發育，有的為低緩灘岸存在不穩定斜坡，評價岸坡穩定合理確定特大橋跨度顯得格外重要;以師丘高速為例，采用巖土力學基本原理，定性定量計算，并采用FLAC3D有限元模擬分析，較好的展示坡體內部變形特征，評價岸坡穩定性及安全襟邊寬度。

關鍵詞：橋臺岸坡;卸荷裂隙;有限元模擬分析;內部變形特征;安全襟邊寬度

1 岸坡穩定影響因素

橋臺岸坡根據巖土結構分為兩大類：陡峭的巖質岸坡、平緩的土質岸坡。其中，巖質岸坡穩定性問題，其影響因素主要有地形地貌、地層巖性、巖體完整程度、結構面組合條件以及強度、水文地質條件、附加荷載。而土質岸坡穩定性問題，其影響因素主要有地形地貌、巖土結構、巖土物理力學指標、水文地質條件、附加荷載。

2 工程地質條件

2.1 地形地貌

項目區域位于滇東高原的一部分，地形復雜，起伏明顯，盆嶺相間，穿越的地貌單元有構造侵蝕淺切割中、低山地地貌;地勢西北高東南低，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蘭木組（T2la）下段泥巖夾砂巖、個舊組（T2gc）上段白云質灰巖及版納組（T2bc）上段泥巖（圖1）。

2.3 地質構造

北東向構造體系在師宗縣城以西、以北的地區，由北向西褶皺斷裂組成，北西向構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，特點是褶皺緊密，規模較小，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，測時水位高程780.0 m，枯水期流量約6.75 m3/s，平均流量約40 m3/s，具調訪，最高洪水位約789.0 m，流水的速度快，沖刷能力較強。

3 評價分析

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，根據岸坡與地層傾斜關系可知，丘北岸為反向坡，通過對該岸河谷上下游岸坡的失穩模式調查和分析，該岸巖體為泥巖，受結構面切割導致完整性降低，在風化、長時間雨水等進一步作用下，巖體變軟，抗剪強度降低，可能沿巖層軟弱面整體滑動破壞。

3.2 數值模擬分析

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

（2）穩定分析。工況一：岸坡自重+橋梁荷載工況：

結果顯示，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。基礎下部巖體塑性區不明顯，巖體最大位移小于11.5 mm，基礎下部最大位移小于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：

結果顯示，岸坡上部基礎下部位移較大。位移值向坡底方向逐漸減下，位移逐漸收斂。基礎下部局部塑性區已連通至地表，但深度較淺且區域較小，不影響岸坡的整體穩定性。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）分析評價。由數值計算結果（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，岸坡不會因橋梁荷載作用發生大變形而破壞。

4 結束語

通過以上分析，可以得出：①坡體結構的認知是評價的基礎，查清坡體裂隙發育規律、風化層等基礎地質條件是岸坡穩定性評價的關系;②模擬分析中邊界條件是的施加、位移控制等需要結合建筑環境條件綜合考慮;③詳實基礎資料及扎實的理論分析相結合能夠較為準確的判斷岸坡的穩定性并指導工程建設。

參考文獻：

[1]羅勇.深切峽谷大跨徑橋梁岸坡穩定性評價方法[J].公路交通科技，2011，7（2）：137-141.

[2]董志明，劉洪興.橋梁兩岸邊坡穩定性的數值模擬分析[J].鐵道建筑，2005（9）：72-74.