某高速南盘江特大桥岸坡稳定性评价

肖鸿峰

摘 要：山区高速经纬纵横，穿山脉跨江河，四通八达，桥台岸坡有的为陡峭崖壁卸荷裂隙发育，有的为低缓滩岸存在不稳定斜坡，评价岸坡稳定合理确定特大桥跨度显得格外重要;以师丘高速为例，采用岩土力学基本原理，定性定量计算，并采用FLAC3D有限元模拟分析，较好的展示坡体内部变形特征，评价岸坡稳定性及安全襟边宽度。

关键词：桥台岸坡;卸荷裂隙;有限元模拟分析;内部变形特征;安全襟边宽度

1 岸坡稳定影响因素

桥台岸坡根据岩土结构分为两大类：陡峭的岩质岸坡、平缓的土质岸坡。其中，岩质岸坡稳定性问题，其影响因素主要有地形地貌、地层岩性、岩体完整程度、结构面组合条件以及强度、水文地质条件、附加荷载。而土质岸坡稳定性问题，其影响因素主要有地形地貌、岩土结构、岩土物理力学指标、水文地质条件、附加荷载。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

项目区域位于滇东高原的一部分，地形复杂，起伏明显，盆岭相间，穿越的地貌单元有构造侵蚀浅切割中、低山地地貌;地势西北高东南低，地形起伏大。

2.2 地层岩性

覆盖层为第四系残坡积（Q4el+dl）碎石土、红粘土层。下伏基岩为三叠系中统兰木组（T2la）下段泥岩夹砂岩、个旧组（T2gc）上段白云质灰岩及版纳组（T2bc）上段泥岩（图1）。

2.3 地质构造

北东向构造体系在师宗县城以西、以北的地区，由北向西褶皱断裂组成，北西向构造体系分布范围与北东向断裂大体是一致。断裂切割，破坏北东向断裂，特点是褶皱紧密，规模较小，断裂密集延伸短，具有张扭性。

2.4 水文条件

南盘江属珠江的主要的支流，该河常年有水，河宽约110 m，深3 m～5 m，测时水位高程780.0 m，枯水期流量约6.75 m3/s，平均流量约40 m3/s，具调访，最高洪水位约789.0 m，流水的速度快，冲刷能力较强。

3 评价分析

3.1 破坏模式分析

师宗岸为陡坡地形，坡向约340°，坡度总体在21°～33°之间，根据岸坡与地层倾斜关系可知，丘北岸为反向坡，通过对该岸河谷上下游岸坡的失稳模式调查和分析，该岸岩体为泥岩，受结构面切割导致完整性降低，在风化、长时间雨水等进一步作用下，岩体变软，抗剪強度降低，可能沿岩层软弱面整体滑动破坏。

3.2 数值模拟分析

（1）模型建立。计算模型采用岩土工程中应用最为广泛的Mohr-Coulomb弹塑性模型，该模型包含剪切和拉伸两个准则。模型边界条件的设置中，下部采用固定约束，左右两侧采用法向约束，厚度方向前后侧面采用法向约束，上坡面为自由边界，全场自重应力通过重力加速度g=9.81 m/s2施加，从而得到模型的初始平衡状态。（图2）

（2）稳定分析。工况一：岸坡自重+桥梁荷载工况：

结果显示，岸坡坡顶位移较大，位移值向坡底方向逐渐减小，位移逐渐收敛。基础下部岩体塑性区不明显，岩体最大位移小于11.5 mm，基础下部最大位移小于9 mm，坡口最大位移小于3.1 mm。（图3）

工况二：岸坡自重+桥梁荷载+暴雨工况：

结果显示，岸坡上部基础下部位移较大。位移值向坡底方向逐渐减下，位移逐渐收敛。基础下部局部塑性区已连通至地表，但深度较浅且区域较小，不影响岸坡的整体稳定性。坡顶岩体最大位移小于16.9 mm，坡口最大位移小于2.8 mm。

（3）分析评价。由数值计算结果（表1）可知，桥梁荷载作用下K线师宗岸推荐方案岸坡附加位移为毫米级，岸坡不会因桥梁荷载作用发生大变形而破坏。

4 结束语

通过以上分析，可以得出：①坡体结构的认知是评价的基础，查清坡体裂隙发育规律、风化层等基础地质条件是岸坡稳定性评价的关系;②模拟分析中边界条件是的施加、位移控制等需要结合建筑环境条件综合考虑;③详实基础资料及扎实的理论分析相结合能够较为准确的判断岸坡的稳定性并指导工程建设。

参考文献：

[1]罗勇.深切峡谷大跨径桥梁岸坡稳定性评价方法[J].公路交通科技，2011，7（2）：137-141.

[2]董志明，刘洪兴.桥梁两岸边坡稳定性的数值模拟分析[J].铁道建筑，2005（9）：72-74.