大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性：多維度評(píng)價(jià)與分析一、引言1.1研究背景與意義大渡河作為長(zhǎng)江水系的重要支流，水流湍急、河谷深切，其周邊地形地質(zhì)條件極為復(fù)雜。在大渡河上修建大橋，不僅是交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵舉措，更是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化交流的重要紐帶，對(duì)加強(qiáng)地區(qū)間的聯(lián)系，促進(jìn)資源開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展具有不可估量的作用。大渡河大橋在區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著核心樞紐位置，是連接兩岸地區(qū)的交通要道，承擔(dān)著巨大的交通運(yùn)輸壓力。其建成后，將大幅縮短區(qū)域間的時(shí)空距離，提高交通運(yùn)輸效率，對(duì)于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化、帶動(dòng)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，大渡河大橋橋址處的高邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題成為制約橋梁建設(shè)與運(yùn)營(yíng)安全的關(guān)鍵因素。橋址區(qū)通常面臨著復(fù)雜的地形地貌，如深切峽谷、陡峭山坡等，這些地形條件增加了邊坡的不穩(wěn)定性。邊坡巖體受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性遭到破壞，結(jié)構(gòu)面的存在降低了巖體的抗剪強(qiáng)度，為邊坡失穩(wěn)埋下隱患。此外，大渡河地區(qū)地震活動(dòng)頻繁，地震作用力可能引發(fā)邊坡巖體的松動(dòng)和滑動(dòng)；強(qiáng)降雨、河流沖刷等自然因素也會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，如雨水入滲使巖體重度增加、孔隙水壓力升高，降低巖體抗滑力，河流沖刷則削弱邊坡坡腳的支撐力。橋址高邊坡的失穩(wěn)對(duì)大橋安全及周邊環(huán)境會(huì)造成極其嚴(yán)重的影響。一旦邊坡失穩(wěn)，可能導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)位移、橋墩傾斜，直接威脅橋梁結(jié)構(gòu)的安全，甚至引發(fā)橋梁坍塌等災(zāi)難性事故，造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。邊坡失穩(wěn)還可能引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，掩埋周邊道路、房屋等設(shè)施，破壞生態(tài)環(huán)境，阻斷交通，對(duì)周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全和正常生產(chǎn)生活秩序構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，開(kāi)展大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究具有重要的必要性和實(shí)際價(jià)值。通過(guò)深入研究橋址區(qū)的工程地質(zhì)條件，運(yùn)用科學(xué)合理的評(píng)價(jià)方法，準(zhǔn)確評(píng)估高邊坡的穩(wěn)定性狀況，可以為大橋的選址、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。在大橋選址階段，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果有助于選擇地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定、適宜建橋的橋址位置，避免因選址不當(dāng)而帶來(lái)的安全隱患；在設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)化橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和邊坡防護(hù)措施，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定；在施工過(guò)程中，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制定合理的施工方案，采取有效的邊坡加固和防護(hù)措施，防止施工活動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成破壞；在運(yùn)營(yíng)階段，通過(guò)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的持續(xù)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，采取相應(yīng)的治理措施，保障大橋的長(zhǎng)期安全運(yùn)營(yíng)。這對(duì)于保障大渡河大橋的安全建設(shè)與穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)作為巖土工程領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容，長(zhǎng)期以來(lái)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，在理論、方法和技術(shù)等方面取得了豐富的研究成果。在理論研究方面，早期主要基于經(jīng)典的土力學(xué)和巖石力學(xué)理論，如摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則，用于分析邊坡的穩(wěn)定性。隨著對(duì)邊坡變形破壞機(jī)制認(rèn)識(shí)的深入，逐漸發(fā)展出了多種理論，如邊坡巖體結(jié)構(gòu)理論，該理論強(qiáng)調(diào)巖體結(jié)構(gòu)面的分布、組合及其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的控制作用，認(rèn)為邊坡的失穩(wěn)往往是沿著巖體中的軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動(dòng)、拉裂等破壞形式。時(shí)效理論的提出，考慮了邊坡巖體在長(zhǎng)期的地質(zhì)作用和工程活動(dòng)影響下，其力學(xué)性質(zhì)隨時(shí)間變化的特性，為研究邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性提供了理論基礎(chǔ)。在評(píng)價(jià)方法上，定性評(píng)價(jià)方法歷史悠久，工程地質(zhì)類比法通過(guò)將待評(píng)價(jià)邊坡與已有的、地質(zhì)條件和工程特征相似的邊坡進(jìn)行對(duì)比，借鑒其穩(wěn)定性狀況和處理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)邊坡穩(wěn)定性做出初步判斷。該方法簡(jiǎn)單易行，但主觀性較強(qiáng)，依賴于工程師的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。圖解分析法，如赤平極射投影法，通過(guò)繪制邊坡巖體結(jié)構(gòu)面和滑動(dòng)面的投影圖，直觀地分析結(jié)構(gòu)面之間的組合關(guān)系和邊坡的穩(wěn)定性，在一定程度上提高了定性分析的科學(xué)性，但仍難以進(jìn)行精確的定量計(jì)算。半定量評(píng)價(jià)方法中，極限平衡法是應(yīng)用最為廣泛的方法之一。它以邊坡滑體的靜力平衡為基礎(chǔ)，將滑體劃分為若干條塊，通過(guò)建立力和力矩的平衡方程，求解邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。常見(jiàn)的極限平衡方法包括瑞典條分法、畢肖普法、簡(jiǎn)布法等，這些方法在不同的假設(shè)條件下，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析，具有計(jì)算簡(jiǎn)便、物理意義明確的優(yōu)點(diǎn)，但由于其將滑體視為剛體，不考慮巖體的變形，與實(shí)際情況存在一定的偏差。數(shù)值模擬方法隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展得到了廣泛應(yīng)用。有限元法通過(guò)將邊坡離散為有限個(gè)單元，求解單元的平衡方程，得到邊坡巖體的應(yīng)力、應(yīng)變分布，從而分析邊坡的穩(wěn)定性。該方法能夠考慮巖體的非線性、非均質(zhì)和不連續(xù)性等特性，較為準(zhǔn)確地模擬邊坡的變形和破壞過(guò)程，但計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求較高。離散單元法適用于分析節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體邊坡，它將巖體視為由離散的巖塊組成，能夠模擬巖塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和接觸力的變化，較好地反映邊坡巖體的大變形和破壞特征。在技術(shù)應(yīng)用方面，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，包括位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)等多種手段。通過(guò)安裝各類傳感器，如全站儀、水準(zhǔn)儀、應(yīng)變計(jì)、滲壓計(jì)等，實(shí)時(shí)獲取邊坡的變形和受力狀態(tài)信息，為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供了直觀的數(shù)據(jù)支持。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量地質(zhì)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效管理、分析和可視化表達(dá)，能夠直觀地展示邊坡的地質(zhì)條件和穩(wěn)定性狀況，為決策提供依據(jù)。然而，當(dāng)前高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究仍存在一些不足之處。一方面，邊坡穩(wěn)定性影響因素眾多且復(fù)雜，各因素之間的相互作用關(guān)系尚未完全明確，導(dǎo)致在評(píng)價(jià)過(guò)程中難以全面、準(zhǔn)確地考慮所有因素的影響。例如，地震、降雨等動(dòng)態(tài)因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響機(jī)制研究還不夠深入，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法在考慮這些動(dòng)態(tài)因素時(shí)存在一定的局限性。另一方面，不同評(píng)價(jià)方法都有其各自的假設(shè)條件和適用范圍，單一方法往往難以全面、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性，而多種方法的綜合應(yīng)用還缺乏系統(tǒng)的理論和方法指導(dǎo)。針對(duì)大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，現(xiàn)有的研究在考慮大渡河地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、強(qiáng)地震活動(dòng)、河流沖刷等特殊地質(zhì)環(huán)境條件方面還存在不足。大渡河地區(qū)處于多個(gè)構(gòu)造帶的交匯部位，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震活動(dòng)頻繁，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法在考慮這些因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的綜合影響時(shí)，缺乏針對(duì)性和有效性。因此，本研究擬在深入分析大渡河大橋橋址工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方法，充分考慮該地區(qū)特殊的地質(zhì)環(huán)境因素，建立適用于大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的模型和方法，為大橋的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供科學(xué)、可靠的依據(jù)。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容橋址區(qū)工程地質(zhì)條件研究：對(duì)大渡河大橋橋址區(qū)進(jìn)行全面的地質(zhì)調(diào)查，包括地形地貌測(cè)繪，詳細(xì)記錄橋址區(qū)的山脈走向、河谷形態(tài)、邊坡坡度等地形特征。地層巖性分析，確定橋址區(qū)出露地層的時(shí)代、巖性組合、巖石的礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，研究不同巖層的物理力學(xué)性質(zhì)，如巖石的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等。地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查，查明橋址區(qū)的褶皺、斷層、節(jié)理裂隙等構(gòu)造形跡的分布、產(chǎn)狀和規(guī)模，分析構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)巖體結(jié)構(gòu)的影響，確定巖體的完整性和結(jié)構(gòu)面的連通性。水文地質(zhì)條件研究，調(diào)查橋址區(qū)的地下水類型、水位埋深、含水層分布和水力特征，分析地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件，研究地下水對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性的影響，如地下水的軟化作用、動(dòng)水壓力作用等。高邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征分析：基于地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，運(yùn)用巖體結(jié)構(gòu)理論，對(duì)橋址高邊坡巖體進(jìn)行結(jié)構(gòu)劃分，確定巖體的結(jié)構(gòu)類型，如整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)等。分析不同結(jié)構(gòu)類型巖體的特征，包括巖塊的大小、形狀、排列方式，結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度、粗糙度、充填物性質(zhì)等。研究巖體結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡穩(wěn)定性的控制作用，通過(guò)赤平極射投影等方法，分析結(jié)構(gòu)面與邊坡坡面的組合關(guān)系，判斷可能的滑動(dòng)模式，如平面滑動(dòng)、楔形體滑動(dòng)、傾倒破壞等。高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法應(yīng)用：采用定性評(píng)價(jià)方法，如工程地質(zhì)類比法，收集國(guó)內(nèi)外類似地質(zhì)條件下橋址高邊坡的工程案例，對(duì)比大渡河大橋橋址高邊坡的地質(zhì)條件、工程規(guī)模和施工工藝，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。運(yùn)用赤平極射投影法等圖解分析法，繪制邊坡巖體結(jié)構(gòu)面和潛在滑動(dòng)面的投影圖，直觀地分析邊坡的穩(wěn)定性。運(yùn)用半定量評(píng)價(jià)方法，基于極限平衡理論，采用瑞典條分法、畢肖普法等方法，對(duì)橋址高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，求解邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)?？紤]不同工況下的荷載組合，如自重、地震力、水壓力等，分析邊坡在各種工況下的穩(wěn)定性變化。采用定量評(píng)價(jià)方法，運(yùn)用有限元軟件（如ANSYS、ABAQUS）和離散單元法軟件（如UDEC、3DEC），建立橋址高邊坡的數(shù)值模型，模擬邊坡在自然狀態(tài)、施工過(guò)程和運(yùn)營(yíng)期間的應(yīng)力應(yīng)變分布和變形破壞過(guò)程。通過(guò)數(shù)值模擬，分析邊坡的潛在滑動(dòng)面位置、破壞范圍和發(fā)展趨勢(shì)，為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。影響高邊坡穩(wěn)定性的因素分析：研究地震作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，根據(jù)橋址區(qū)的地震歷史資料和地震活動(dòng)性分析，確定地震動(dòng)參數(shù)，如地震峰值加速度、地震反應(yīng)譜等。通過(guò)動(dòng)力有限元分析，研究地震作用下邊坡巖體的動(dòng)力響應(yīng)，包括加速度、速度和位移分布，分析地震力對(duì)邊坡穩(wěn)定性的破壞機(jī)制。分析降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，建立降雨入滲模型，研究雨水在邊坡巖體中的入滲規(guī)律，分析降雨入滲引起的巖體重度增加、孔隙水壓力升高對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響?？紤]降雨強(qiáng)度、降雨持續(xù)時(shí)間等因素，模擬不同降雨條件下邊坡的穩(wěn)定性變化。探討河流沖刷對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，分析大渡河水流對(duì)橋址邊坡坡腳的沖刷作用，研究沖刷引起的坡腳土體流失、邊坡坡度變陡對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。通過(guò)河工模型試驗(yàn)或數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)河流沖刷對(duì)邊坡穩(wěn)定性的長(zhǎng)期影響。高邊坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)與防治措施建議：綜合定性、半定量和定量評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)大渡河大橋橋址高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，確定邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，劃分穩(wěn)定區(qū)、潛在不穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合橋梁工程的設(shè)計(jì)和施工要求，提出針對(duì)性的邊坡防治措施建議。對(duì)于潛在不穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)，建議采用錨桿、錨索加固、擋土墻支護(hù)、抗滑樁設(shè)置等工程措施，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。提出合理的排水措施，如地表排水系統(tǒng)、地下排水廊道等，降低地下水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。在橋梁施工過(guò)程中，提出合理的施工順序和施工方法，避免因施工活動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成破壞。1.3.2研究方法地質(zhì)調(diào)查法：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、地質(zhì)測(cè)繪、勘探等手段，全面收集橋址區(qū)的地質(zhì)信息?，F(xiàn)場(chǎng)踏勘主要觀察橋址區(qū)的地形地貌、地層巖性露頭、地質(zhì)構(gòu)造跡象、邊坡變形破壞跡象等。地質(zhì)測(cè)繪采用地形圖作為底圖，詳細(xì)繪制地層分界線、構(gòu)造線、節(jié)理裂隙產(chǎn)狀等地質(zhì)要素。勘探采用鉆探、物探等方法，獲取橋址區(qū)深部的地質(zhì)資料，如地層結(jié)構(gòu)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)、地下水水位等。通過(guò)地質(zhì)調(diào)查，為后續(xù)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試法：采集橋址區(qū)的巖石和土樣，進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定巖石的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等力學(xué)參數(shù)，以及土的密度、含水量、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)。開(kāi)展原位測(cè)試，如現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速測(cè)試、巖體應(yīng)力測(cè)試等，獲取更符合實(shí)際情況的巖體力學(xué)參數(shù)。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試，為穩(wěn)定性計(jì)算和數(shù)值模擬提供準(zhǔn)確的參數(shù)依據(jù)。理論分析方法：運(yùn)用邊坡穩(wěn)定性分析的相關(guān)理論，如極限平衡理論、巖體力學(xué)理論等，對(duì)橋址高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析?；跇O限平衡理論，采用各種極限平衡方法進(jìn)行安全系數(shù)計(jì)算。運(yùn)用巖體力學(xué)理論，分析邊坡巖體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，判斷邊坡的穩(wěn)定性。通過(guò)理論分析，初步評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性狀況。數(shù)值模擬方法：利用有限元軟件和離散單元法軟件，建立橋址高邊坡的數(shù)值模型。在有限元模型中，將邊坡巖體離散為有限個(gè)單元，通過(guò)求解單元的平衡方程，得到邊坡巖體的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布。在離散單元法模型中，將巖體視為由離散的巖塊組成，模擬巖塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和接觸力的變化。通過(guò)數(shù)值模擬，直觀地展示邊坡在不同工況下的變形破壞過(guò)程，為穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供更全面的信息。工程類比法：收集國(guó)內(nèi)外類似地質(zhì)條件和工程規(guī)模的橋址高邊坡工程案例，對(duì)比分析其地質(zhì)條件、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法、防治措施和工程效果。借鑒成功的經(jīng)驗(yàn)，為大渡河大橋橋址高邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和防治措施制定提供參考。通過(guò)工程類比，提高研究成果的可靠性和實(shí)用性。二、大渡河大橋橋址概況2.1地理位置與工程簡(jiǎn)介大渡河大橋坐落于四川省甘孜藏族自治州瀘定縣境內(nèi)，具體位于大渡河長(zhǎng)河壩水電站庫(kù)區(qū)，橋位區(qū)處于川藏高原東緣向四川盆地過(guò)渡的關(guān)鍵地帶。該區(qū)域是連接川西地區(qū)與藏區(qū)的重要節(jié)點(diǎn)，在區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著舉足輕重的地位。大渡河大橋作為大渡河長(zhǎng)河壩水電站庫(kù)區(qū)S211線復(fù)建公路工程的關(guān)鍵控制性工程，是跨越?jīng)坝颗炫却蠖珊拥奈ㄒ灰蛔卮髽?。它不僅是連接大渡河兩岸的交通要道，更是促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加強(qiáng)地區(qū)間文化交流的重要紐帶。其建成通車后，極大地縮短了兩岸地區(qū)的時(shí)空距離，提高了交通運(yùn)輸效率，對(duì)帶動(dòng)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程發(fā)揮著不可替代的作用。大渡河大橋采用93.5m+210m+93.5m三跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋型，這種橋型結(jié)構(gòu)合理，受力性能良好，能夠適應(yīng)復(fù)雜的地形和地質(zhì)條件。橋梁全長(zhǎng)400米，橋面寬度為凈8m+2×0.5m防撞欄，全寬9m，能夠滿足四級(jí)公路的交通流量需求。主橋采用變截面箱梁，箱梁根部梁高12米，跨中梁高3米，通過(guò)合理的梁高變化，有效提高了橋梁的承載能力和跨越能力。橋墩采用雙薄壁墩，墩高根據(jù)地形條件在50-80米之間，雙薄壁墩結(jié)構(gòu)形式具有較好的抗推剛度和穩(wěn)定性，能夠承受橋梁上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的巨大荷載。基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑2.0-2.5米，樁長(zhǎng)根據(jù)地質(zhì)條件確定，確保了橋梁基礎(chǔ)的牢固性和穩(wěn)定性。大渡河大橋按照公路-Ⅱ級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車速度為20km/h，設(shè)計(jì)洪水頻率為1/100，地震動(dòng)峰值加速度為0.186g（地震烈度：Ⅷ度），設(shè)計(jì)風(fēng)速為29.1m/s。這些設(shè)計(jì)參數(shù)充分考慮了橋址區(qū)的地形、地質(zhì)、水文和氣象條件，確保了橋梁在各種工況下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2.2地形地貌特征大渡河大橋橋址區(qū)位于青藏高原向四川盆地過(guò)渡的高山峽谷地帶，地勢(shì)起伏極為顯著，呈現(xiàn)出高山深谷相間的地貌格局。橋位區(qū)整體地勢(shì)西北高、東南低，山脈大致呈南北走向，與大渡河的流向基本平行。區(qū)域內(nèi)山巒連綿起伏，山峰高聳陡峭，谷底深邃狹窄，地形高差懸殊，相對(duì)高差可達(dá)500-1000米。橋址區(qū)的邊坡坡度普遍較陡，多在30°-70°之間，局部地段甚至接近直立。坡面地形復(fù)雜，存在大量的陡崖、巖坎和凹槽等微地貌形態(tài)。這些微地貌的存在增加了邊坡巖體的臨空面，使得邊坡在重力、風(fēng)化、降雨等因素作用下更容易發(fā)生變形和破壞。在陡崖和巖坎部位，巖體長(zhǎng)期受到風(fēng)化作用的影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性遭到破壞，形成了大量的危巖體，一旦遇到地震、強(qiáng)降雨等觸發(fā)因素，極易發(fā)生崩塌、落石等地質(zhì)災(zāi)害。凹槽部位則容易積水，加速巖體的風(fēng)化和侵蝕，降低巖體的強(qiáng)度，同時(shí)，積水入滲還可能導(dǎo)致邊坡巖體的孔隙水壓力升高，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。大渡河在橋址區(qū)深切河谷，形成了典型的“V”形河谷地貌。河谷底部狹窄，寬度一般在50-100米之間，而河谷深度則可達(dá)200-300米。河谷兩岸邊坡陡峭，谷坡坡度多在40°-60°之間。這種“V”形河谷地貌對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了多方面的潛在影響。河谷的深切使得邊坡巖體的臨空面增大，巖體在重力作用下更容易向河谷方向發(fā)生滑動(dòng)和傾倒。河流的側(cè)向侵蝕作用不斷削弱邊坡坡腳的支撐力，導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定性降低。在河流的長(zhǎng)期沖刷下，坡腳處的巖體被逐漸掏空，形成了臨空的陡坎，使得上部巖體失去支撐，容易發(fā)生崩塌和滑坡。此外，河谷地形還會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，在河谷兩岸的邊坡巖體中，由于地形的約束和應(yīng)力的重分布，會(huì)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，當(dāng)這些應(yīng)力超過(guò)巖體的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引發(fā)邊坡巖體的破裂和變形。橋址區(qū)的地形地貌特征對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著的影響，是開(kāi)展高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)必須重點(diǎn)考慮的因素。在后續(xù)的研究中，需要結(jié)合地形地貌條件，深入分析邊坡巖體的變形破壞機(jī)制，為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性提供依據(jù)。2.3地層巖性橋址區(qū)出露的地層主要為中條期混合巖，其形成經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)演化過(guò)程，在多期巖漿侵入活動(dòng)中，伴隨著強(qiáng)烈的混合巖化作用，逐漸形成了現(xiàn)今的巖石特征。這種混合巖具有較為復(fù)雜的礦物組成，主要礦物包括石英、長(zhǎng)石、云母等。石英質(zhì)地堅(jiān)硬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在混合巖中起到增強(qiáng)巖石硬度和強(qiáng)度的作用；長(zhǎng)石則賦予巖石一定的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，不同類型的長(zhǎng)石對(duì)巖石的力學(xué)性能也有不同程度的影響；云母的存在使得巖石具有一定的片理構(gòu)造，對(duì)巖石的完整性和力學(xué)各向異性產(chǎn)生影響。中條期混合巖的巖石特性對(duì)邊坡穩(wěn)定性具有重要作用。從巖石強(qiáng)度方面來(lái)看，該混合巖整體巖性堅(jiān)硬，具有較高的抗壓強(qiáng)度，一般情況下，其單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)80-120MPa，能夠承受較大的荷載，在一定程度上有利于邊坡的穩(wěn)定。然而，由于受到區(qū)域多次構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)烈影響，巖體中裂隙極為發(fā)育，這些裂隙將原本完整的巖體切割成大小不一的巖塊，使得巖體呈塊裂結(jié)構(gòu)。裂隙的存在極大地破壞了巖體的完整性，降低了巖體的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。巖體的抗拉強(qiáng)度一般降低至1-3MPa，抗剪強(qiáng)度也明顯下降，導(dǎo)致巖體在受力時(shí)容易沿著裂隙面發(fā)生破壞。結(jié)構(gòu)面的連通性增加，使得巖體的透水性增強(qiáng)，地下水更容易在巖體中滲透和流動(dòng)，進(jìn)一步加劇了巖體的軟化和弱化作用。巖石的結(jié)構(gòu)特征也對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。塊裂結(jié)構(gòu)的巖體中，巖塊之間的連接相對(duì)較弱，在重力、地震力、地下水壓力等外部荷載作用下，巖塊容易發(fā)生相對(duì)位移和滑動(dòng)。當(dāng)邊坡巖體受到外部荷載時(shí)，應(yīng)力會(huì)集中在裂隙和結(jié)構(gòu)面處，導(dǎo)致這些部位的巖體首先發(fā)生破壞，進(jìn)而引發(fā)整個(gè)邊坡的失穩(wěn)。結(jié)構(gòu)面的粗糙度和充填物性質(zhì)也會(huì)影響巖體的抗滑性能。如果結(jié)構(gòu)面較為光滑，且充填物為軟弱的黏土或碎屑等，將大大降低巖體的抗滑力，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。在橋址區(qū)的邊坡中，中條期混合巖的上述特性導(dǎo)致邊坡巖體的穩(wěn)定性較差。在自然狀態(tài)下，邊坡巖體可能已經(jīng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，一旦受到外界因素的干擾，如地震、強(qiáng)降雨、河流沖刷等，就容易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。在橋梁建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要充分考慮地層巖性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，采取有效的工程措施，如加固巖體、設(shè)置排水系統(tǒng)等，以確保邊坡的穩(wěn)定和橋梁的安全。2.4地質(zhì)構(gòu)造與節(jié)理裂隙橋址區(qū)位于多個(gè)構(gòu)造體系的交匯部位，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，歷經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈改造，褶皺、斷層等構(gòu)造形跡廣泛發(fā)育，對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。在褶皺構(gòu)造方面，橋址區(qū)發(fā)育了一系列緊密褶皺，軸向大致呈南北向，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。褶皺的形態(tài)較為復(fù)雜，包括緊閉褶皺、倒轉(zhuǎn)褶皺等，軸面多傾向西側(cè)，傾角在60°-80°之間。褶皺的存在使得地層巖性發(fā)生強(qiáng)烈的變形和錯(cuò)動(dòng)，巖體完整性遭到嚴(yán)重破壞。在褶皺核部，巖石受強(qiáng)烈擠壓作用，節(jié)理裂隙極為發(fā)育，巖石破碎，強(qiáng)度降低，形成了相對(duì)軟弱的地帶，容易成為邊坡變形破壞的潛在滑動(dòng)面。褶皺翼部的巖體也受到不同程度的拉伸和剪切作用，導(dǎo)致巖體中產(chǎn)生大量的張裂隙和剪裂隙，降低了巖體的抗剪強(qiáng)度，增加了邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。斷層構(gòu)造在橋址區(qū)同樣較為發(fā)育，主要有F1、F2、F3等幾條規(guī)模較大的斷層。F1斷層走向北東30°-40°，傾向南東，傾角70°-80°，斷層破碎帶寬度在5-10米之間，主要由斷層角礫巖、糜棱巖和斷層泥組成。F2斷層走向近東西向，傾向南，傾角60°左右，斷層破碎帶寬度3-8米，巖石破碎，透水性強(qiáng)。F3斷層走向北西310°-320°，傾向南西，傾角75°-85°，斷層帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈破碎，結(jié)構(gòu)松散。這些斷層的存在對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了多方面的不利影響。斷層破碎帶的巖石強(qiáng)度極低，抗剪強(qiáng)度一般僅為正常巖體的1/5-1/3，無(wú)法有效抵抗邊坡巖體的下滑力。斷層使得巖體的連續(xù)性中斷，形成了潛在的滑動(dòng)面，在外部荷載作用下，邊坡巖體容易沿著斷層破碎帶發(fā)生滑動(dòng)。斷層還可能導(dǎo)致地下水的集中徑流，進(jìn)一步軟化斷層破碎帶內(nèi)的巖石，降低其抗滑性能。節(jié)理裂隙是橋址區(qū)巖體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)邊坡穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和節(jié)理測(cè)量統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)橋址區(qū)節(jié)理裂隙主要發(fā)育有三組。第一組節(jié)理走向北東30°-45°，傾向南東，傾角65°-80°，節(jié)理間距在0.5-1.5米之間，延伸長(zhǎng)度一般為3-8米，節(jié)理面較為粗糙，部分節(jié)理面充填有少量的黏土礦物。第二組節(jié)理走向近東西向，傾向南，傾角50°-70°，節(jié)理間距0.8-2.0米，延伸長(zhǎng)度2-6米，節(jié)理面較光滑，局部有鐵質(zhì)浸染。第三組節(jié)理走向北西300°-320°，傾向南西，傾角70°-85°，節(jié)理間距1.0-2.5米，延伸長(zhǎng)度1-5米，節(jié)理面平直，部分節(jié)理面張開(kāi)度較大，充填有巖屑和砂土。節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和分布規(guī)律對(duì)邊坡巖體的完整性和穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。節(jié)理裂隙將巖體切割成大小不一的巖塊，破壞了巖體的連續(xù)性和整體性，使得巖體的力學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)出明顯的各向異性。沿節(jié)理面方向，巖體的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度大幅降低，容易發(fā)生拉伸破壞和剪切破壞。當(dāng)節(jié)理裂隙相互連通時(shí)，會(huì)形成貫通性的結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步降低巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在邊坡開(kāi)挖和工程活動(dòng)的影響下，節(jié)理裂隙可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展和張開(kāi)，導(dǎo)致巖體的變形和破壞加劇。節(jié)理裂隙的存在還為地下水的運(yùn)移提供了通道，地下水的入滲會(huì)使巖體重度增加，孔隙水壓力升高，進(jìn)一步降低巖體的抗滑力。地質(zhì)構(gòu)造和節(jié)理裂隙是影響大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性的重要因素。在后續(xù)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程設(shè)計(jì)中，需要充分考慮這些因素的影響，采取有效的工程措施，確保邊坡的穩(wěn)定和橋梁的安全。2.5水文地質(zhì)條件橋址區(qū)的地下水類型主要包括松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水。松散巖類孔隙水主要賦存于第四系全新統(tǒng)沖洪積層中，含水層巖性主要為砂、礫石等，透水性較強(qiáng)，水位受大氣降水和河水補(bǔ)給影響較大，變化較為頻繁。在雨季，大氣降水充沛，大量雨水迅速入滲補(bǔ)給孔隙水，導(dǎo)致水位顯著上升；而在旱季，降水減少，孔隙水主要通過(guò)蒸發(fā)和向河水排泄，水位隨之下降?；鶐r裂隙水則廣泛分布于橋址區(qū)的基巖中，受地質(zhì)構(gòu)造和節(jié)理裂隙發(fā)育程度的控制。在褶皺核部和斷層破碎帶等構(gòu)造薄弱部位，節(jié)理裂隙密集且相互連通，為基巖裂隙水的賦存和運(yùn)移提供了良好的空間，這些區(qū)域的基巖裂隙水含量相對(duì)豐富，水位也相對(duì)較高。巖溶水主要發(fā)育于橋址區(qū)局部可溶性巖石分布區(qū)域，如石灰?guī)r地區(qū)。由于巖溶作用的影響，巖石中形成了大量的溶洞、溶蝕裂隙等巖溶通道，巖溶水在這些通道中儲(chǔ)存和流動(dòng)，水位變化受巖溶發(fā)育程度和連通性的影響，具有一定的復(fù)雜性。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)勘察，采用水位觀測(cè)井、測(cè)壓管等設(shè)備對(duì)地下水水位進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，橋址區(qū)地下水水位隨季節(jié)變化明顯。在雨季，由于降水入滲和河水補(bǔ)給增加，地下水水位迅速上升，上升幅度可達(dá)3-5米。而在旱季，隨著蒸發(fā)和排泄作用的增強(qiáng)，地下水水位逐漸下降，下降幅度一般在1-3米。地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要包括大氣降水、河水側(cè)向補(bǔ)給以及基巖裂隙水的越流補(bǔ)給。大氣降水通過(guò)地表入滲，直接補(bǔ)充到松散巖類孔隙水和基巖裂隙水中，是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源之一。河水在漲水期水位高于地下水水位時(shí)，會(huì)通過(guò)河岸滲透，側(cè)向補(bǔ)給地下水。在不同含水層之間，由于水頭差的存在，基巖裂隙水也會(huì)通過(guò)弱透水層的越流作用，補(bǔ)給其他含水層。地下水的排泄方式主要有蒸發(fā)、向河水排泄以及人工開(kāi)采。在地勢(shì)較低的區(qū)域，地下水會(huì)以泉的形式出露地表，然后通過(guò)蒸發(fā)和地表徑流排泄。在靠近大渡河的區(qū)域，地下水則會(huì)向河水排泄，保持與河水之間的水力平衡。此外，隨著橋址區(qū)周邊工程建設(shè)和居民生活用水需求的增加，人工開(kāi)采地下水的量也在逐漸增大，成為地下水排泄的一個(gè)重要途徑。大渡河作為橋址區(qū)的主要地表水，對(duì)邊坡穩(wěn)定性有著顯著的影響。大渡河河水流量較大，水流湍急，汛期最大流量可達(dá)4260立方米/秒。在強(qiáng)降雨等極端天氣條件下，河水水位會(huì)迅速上漲，淹沒(méi)橋址區(qū)部分邊坡坡腳，使得坡腳處的巖體長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中。水的浸泡作用會(huì)使巖體發(fā)生軟化，降低其強(qiáng)度和抗剪能力。巖體中的黏土礦物遇水膨脹，進(jìn)一步破壞巖體的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致巖體的穩(wěn)定性下降。河水的沖刷作用也對(duì)邊坡穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。湍急的河水不斷沖刷坡腳，帶走坡腳處的巖土體，使坡腳逐漸變陡，邊坡的有效支撐面積減小。長(zhǎng)期的沖刷作用還可能導(dǎo)致坡腳處的巖體被掏空，形成臨空面，增加了邊坡發(fā)生滑動(dòng)和崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。河水的動(dòng)水壓力作用也不容忽視。當(dāng)河水流動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)邊坡巖體產(chǎn)生一定的動(dòng)水壓力，該壓力方向與水流方向一致。在動(dòng)水壓力的作用下，邊坡巖體受到附加的推力，尤其是在節(jié)理裂隙發(fā)育的部位，動(dòng)水壓力更容易促使巖體沿著結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動(dòng)。為了更準(zhǔn)確地評(píng)估大渡河河水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，采用數(shù)值模擬方法對(duì)河水沖刷和浸泡作用進(jìn)行了模擬分析。通過(guò)建立考慮河水動(dòng)力作用的邊坡模型，模擬不同流量和水位條件下河水對(duì)邊坡的沖刷和浸泡過(guò)程。模擬結(jié)果表明，隨著河水流量的增大和沖刷時(shí)間的延長(zhǎng)，坡腳處的巖土體流失量逐漸增加，邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)逐漸降低。在河水浸泡作用下，邊坡巖體的孔隙水壓力升高，飽和度增大，導(dǎo)致巖體的重度增加，抗剪強(qiáng)度降低，進(jìn)一步加劇了邊坡的不穩(wěn)定。因此，在大渡河大橋的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要充分考慮大渡河河水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，采取有效的防護(hù)措施，如設(shè)置護(hù)坡、護(hù)腳工程，加強(qiáng)坡腳處的加固和防護(hù)，以確保邊坡的穩(wěn)定和橋梁的安全。三、影響大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性的因素3.1內(nèi)在因素3.1.1巖土體性質(zhì)巖土體作為邊坡的物質(zhì)基礎(chǔ)，其物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性起著關(guān)鍵的控制作用。大渡河大橋橋址區(qū)主要巖土體為中條期混合巖及第四系覆蓋層，二者性質(zhì)差異顯著，共同影響著邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)。中條期混合巖具有較高的抗壓強(qiáng)度，單軸抗壓強(qiáng)度通常在80-120MPa之間，這使得其在一定程度上能夠承受較大的荷載，對(duì)邊坡的穩(wěn)定起到積極作用。然而，該混合巖的抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低，一般僅為1-3MPa，這導(dǎo)致其在受到拉應(yīng)力作用時(shí)容易發(fā)生破壞?？辜魪?qiáng)度是衡量巖土體抵抗剪切破壞能力的重要指標(biāo)，中條期混合巖的抗剪強(qiáng)度受節(jié)理裂隙發(fā)育程度和充填物性質(zhì)的影響較大。在節(jié)理裂隙不發(fā)育的部位，抗剪強(qiáng)度較高；而在節(jié)理裂隙密集且充填有軟弱黏土礦物的部位，抗剪強(qiáng)度則明顯降低。結(jié)構(gòu)面的粗糙度和起伏度也對(duì)抗剪強(qiáng)度有顯著影響。粗糙、起伏較大的結(jié)構(gòu)面能夠提供更大的抗滑阻力，而光滑、平整的結(jié)構(gòu)面則會(huì)降低抗滑性能。第四系覆蓋層主要由坡積、殘積物組成，其顆粒大小不均，級(jí)配較差。這種松散的物質(zhì)結(jié)構(gòu)使得覆蓋層的抗剪強(qiáng)度較低，一般內(nèi)摩擦角在20°-30°之間，黏聚力在10-30kPa之間。覆蓋層的透水性較強(qiáng)，在降雨條件下，雨水容易迅速入滲，導(dǎo)致覆蓋層飽水，重度增加，抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步降低。覆蓋層與下伏基巖之間的界面往往存在軟弱夾層，如黏土夾層，這進(jìn)一步削弱了覆蓋層與基巖之間的連接，增加了覆蓋層沿基巖面滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。巖土體的密度也是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素之一。密度較大的巖土體，在重力作用下產(chǎn)生的下滑力較大，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性不利。中條期混合巖的密度一般在2.6-2.8g/cm3之間，第四系覆蓋層的密度相對(duì)較小，在1.8-2.2g/cm3之間。但由于覆蓋層位于邊坡表層，其重量雖相對(duì)較小，但分布面積廣，在一定程度上也會(huì)增加邊坡的下滑力。巖土體的變形特性對(duì)邊坡穩(wěn)定性也有重要影響。中條期混合巖在受力初期表現(xiàn)出較好的彈性變形特性，但隨著荷載的增加，當(dāng)超過(guò)其屈服強(qiáng)度后，會(huì)產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致巖體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低。第四系覆蓋層由于其松散的結(jié)構(gòu)，在較小的荷載作用下就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，這種變形會(huì)導(dǎo)致覆蓋層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和松動(dòng)，進(jìn)而影響邊坡的穩(wěn)定性。巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)是影響大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性的重要內(nèi)在因素。在穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程設(shè)計(jì)中，需要準(zhǔn)確測(cè)定巖土體的各項(xiàng)物理力學(xué)參數(shù)，充分考慮其性質(zhì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，采取相應(yīng)的工程措施，以確保邊坡的穩(wěn)定。3.1.2巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)是指巖體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的組合特征，它對(duì)邊坡穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。大渡河大橋橋址區(qū)巖體結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，主要包括塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)和碎裂狀結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)類型的巖體具有不同的穩(wěn)定性特征。塊狀結(jié)構(gòu)巖體中，結(jié)構(gòu)體呈塊狀，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，巖體完整性好。這種結(jié)構(gòu)的巖體由于結(jié)構(gòu)面較少，巖體的連續(xù)性和整體性強(qiáng)，抗變形能力和抗破壞能力較高。在邊坡中，塊狀結(jié)構(gòu)巖體能夠較好地抵抗重力、地震力等外部荷載的作用，邊坡穩(wěn)定性相對(duì)較高。然而，當(dāng)塊狀結(jié)構(gòu)巖體中存在少量貫通性結(jié)構(gòu)面時(shí)，這些結(jié)構(gòu)面可能成為潛在的滑動(dòng)面，在外部荷載作用下，巖體可能沿著這些結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動(dòng)破壞。如果結(jié)構(gòu)面的傾角與邊坡坡面的傾角相近，且結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度較低，就容易引發(fā)邊坡失穩(wěn)。層狀結(jié)構(gòu)巖體由一系列相互平行的層狀巖石組成，層間結(jié)合力相對(duì)較弱。這種結(jié)構(gòu)的巖體在垂直層面方向上的強(qiáng)度較高，而在平行層面方向上的強(qiáng)度較低，具有明顯的各向異性。在邊坡中，層狀結(jié)構(gòu)巖體的穩(wěn)定性主要取決于層面的產(chǎn)狀和層面間的結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)層面傾向與邊坡坡面傾向一致，且層面傾角大于邊坡坡面角時(shí)，巖體容易沿著層面發(fā)生順層滑動(dòng)破壞。層面間的結(jié)合強(qiáng)度也會(huì)影響巖體的穩(wěn)定性。如果層面間存在軟弱夾層，如黏土夾層、頁(yè)巖夾層等，會(huì)大大降低層面間的抗剪強(qiáng)度，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。在降雨條件下，雨水入滲到層面間的軟弱夾層中，會(huì)使夾層軟化，進(jìn)一步降低其抗剪強(qiáng)度，導(dǎo)致邊坡更容易發(fā)生滑動(dòng)。碎裂狀結(jié)構(gòu)巖體中，結(jié)構(gòu)面極為發(fā)育，巖體被切割成大小不一的碎塊，巖體完整性遭到嚴(yán)重破壞。這種結(jié)構(gòu)的巖體由于結(jié)構(gòu)面眾多，巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要取決于結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)面之間的組合關(guān)系。結(jié)構(gòu)面的粗糙度、充填物性質(zhì)、連通性等都會(huì)影響巖體的抗剪強(qiáng)度。粗糙的結(jié)構(gòu)面能夠提供較大的抗滑阻力，而光滑的結(jié)構(gòu)面則抗滑性能較差。充填有軟弱黏土礦物的結(jié)構(gòu)面，其抗剪強(qiáng)度會(huì)顯著降低。當(dāng)結(jié)構(gòu)面相互連通形成貫通性的結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)時(shí)，巖體的整體性和強(qiáng)度會(huì)急劇下降，在外部荷載作用下，巖體容易發(fā)生坍塌、滑坡等破壞形式。在地震等動(dòng)力荷載作用下，碎裂狀結(jié)構(gòu)巖體的碎塊之間容易發(fā)生相對(duì)位移和碰撞，進(jìn)一步加劇巖體的破壞，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。巖體結(jié)構(gòu)是影響大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。在穩(wěn)定性評(píng)價(jià)過(guò)程中，需要詳細(xì)分析巖體的結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和連通性等特征，準(zhǔn)確判斷邊坡的潛在破壞模式，為制定合理的邊坡加固和防護(hù)措施提供依據(jù)。3.1.3地應(yīng)力地應(yīng)力是存在于地殼巖體中的內(nèi)應(yīng)力，是影響邊坡穩(wěn)定性的重要內(nèi)在因素。大渡河大橋橋址區(qū)地應(yīng)力的大小和方向?qū)吰聨r體的變形和破壞過(guò)程具有重要影響，在邊坡形成和演化過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地應(yīng)力測(cè)試和數(shù)值模擬分析，結(jié)果表明橋址區(qū)地應(yīng)力以水平應(yīng)力為主，最大水平主應(yīng)力方向大致為北東30°-45°，量值在10-20MPa之間，最小水平主應(yīng)力方向近南北向，量值在5-10MPa之間。地應(yīng)力的分布受到區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的控制，橋址區(qū)位于多個(gè)構(gòu)造體系的交匯部位，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，使得地應(yīng)力在巖體中重新分布，形成了復(fù)雜的地應(yīng)力場(chǎng)。在邊坡形成過(guò)程中，地應(yīng)力的釋放會(huì)導(dǎo)致巖體的變形和破壞。當(dāng)邊坡開(kāi)挖時(shí)，巖體的原有應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，地應(yīng)力會(huì)向開(kāi)挖臨空面釋放，使得邊坡巖體產(chǎn)生卸荷回彈變形。這種變形會(huì)導(dǎo)致巖體中產(chǎn)生新的裂隙，原有裂隙也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，從而降低巖體的完整性和強(qiáng)度。在高地應(yīng)力區(qū)，卸荷回彈變形更為顯著，可能導(dǎo)致邊坡巖體出現(xiàn)大規(guī)模的松弛和破裂，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。地應(yīng)力還會(huì)影響邊坡巖體的破壞模式。在水平地應(yīng)力作用下，邊坡巖體可能發(fā)生傾倒破壞。當(dāng)邊坡巖體中存在一組或多組與坡面傾向相反的陡傾結(jié)構(gòu)面時(shí)，水平地應(yīng)力會(huì)使巖體圍繞結(jié)構(gòu)面發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，形成傾倒變形。隨著地應(yīng)力的持續(xù)作用，傾倒變形逐漸加劇，最終導(dǎo)致巖體的失穩(wěn)破壞。地應(yīng)力與重力的共同作用也會(huì)影響邊坡的滑動(dòng)破壞模式。當(dāng)水平地應(yīng)力與重力的合力方向與潛在滑動(dòng)面的方向一致時(shí)，會(huì)增加巖體的下滑力，降低邊坡的穩(wěn)定性。在地震等動(dòng)力作用下，地應(yīng)力會(huì)與地震力相互疊加，進(jìn)一步加劇邊坡巖體的受力狀態(tài)。地震力會(huì)使巖體產(chǎn)生慣性力，與地應(yīng)力共同作用于邊坡巖體，導(dǎo)致巖體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)更加復(fù)雜。在這種情況下，邊坡巖體更容易發(fā)生破壞，地震引發(fā)的邊坡失穩(wěn)事故往往與地應(yīng)力的作用密切相關(guān)。地應(yīng)力是影響大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性的重要因素。在邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程設(shè)計(jì)中，需要充分考慮地應(yīng)力的大小、方向及其在邊坡形成和演化過(guò)程中的作用，采取相應(yīng)的工程措施，如合理的邊坡開(kāi)挖方式、有效的巖體加固措施等，以減小地應(yīng)力對(duì)邊坡穩(wěn)定性的不利影響，確保邊坡的穩(wěn)定和橋梁的安全。3.2外在因素3.2.1地震作用大渡河大橋橋址區(qū)處于我國(guó)南北地震帶的重要區(qū)域，該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，板塊運(yùn)動(dòng)活躍，歷史上曾發(fā)生多次強(qiáng)烈地震。據(jù)地震歷史資料記載，橋址區(qū)周邊曾發(fā)生過(guò)里氏6.0級(jí)以上的地震，地震活動(dòng)頻繁，對(duì)橋址高邊坡的穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。根據(jù)國(guó)家地震局發(fā)布的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），橋址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.186g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度。這意味著在遭遇地震時(shí)，橋址高邊坡將承受較大的地震力作用，邊坡巖體的穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。地震對(duì)邊坡巖體的破壞作用主要體現(xiàn)在多個(gè)方面。在地震力的作用下，邊坡巖體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，慣性力大幅增加。這種慣性力會(huì)打破邊坡巖體原有的力學(xué)平衡狀態(tài)，使得巖體內(nèi)部的應(yīng)力分布發(fā)生顯著變化，產(chǎn)生附加的動(dòng)應(yīng)力。當(dāng)動(dòng)應(yīng)力超過(guò)巖體的強(qiáng)度極限時(shí)，巖體就會(huì)發(fā)生破裂和變形。在強(qiáng)烈地震作用下，邊坡巖體中的節(jié)理裂隙會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展和貫通，原本完整的巖體被切割得更加破碎，巖體的完整性和強(qiáng)度急劇下降。節(jié)理裂隙的擴(kuò)展還會(huì)導(dǎo)致巖體的透水性增強(qiáng)，為地下水的運(yùn)移提供更多通道，進(jìn)而加劇巖體的軟化和弱化作用。地震力引發(fā)的滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害在橋址區(qū)時(shí)有發(fā)生。當(dāng)邊坡巖體受到地震力作用時(shí)，如果巖體的下滑力超過(guò)了抗滑力，就會(huì)引發(fā)滑坡?；麦w在下滑過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊力，對(duì)周邊的建筑物、道路和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞。地震還可能導(dǎo)致邊坡巖體中的危巖體發(fā)生崩塌，崩塌的巖塊從高處墜落，具有強(qiáng)大的動(dòng)能，會(huì)對(duì)下方的人員和設(shè)施構(gòu)成直接威脅。在2013年蘆山地震中，距離大渡河大橋橋址區(qū)較近的區(qū)域就發(fā)生了大量的滑坡和崩塌災(zāi)害，許多邊坡巖體失穩(wěn)，大量巖土體滑落，掩埋了道路和房屋，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這些災(zāi)害案例充分說(shuō)明了地震對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性的巨大破壞作用。為了深入研究地震對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性的影響，采用動(dòng)力有限元方法進(jìn)行數(shù)值模擬分析。建立考慮橋址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、巖體力學(xué)參數(shù)和地震動(dòng)參數(shù)的邊坡動(dòng)力分析模型，模擬不同地震波輸入下邊坡巖體的動(dòng)力響應(yīng)。模擬結(jié)果表明，在地震作用下，邊坡巖體的加速度、速度和位移分布呈現(xiàn)出明顯的不均勻性。在邊坡的頂部和臨空面部位，加速度和速度響應(yīng)較大，位移變形也較為顯著，這些部位是邊坡在地震中最容易發(fā)生破壞的區(qū)域。隨著地震波強(qiáng)度的增加，邊坡巖體的變形和破壞程度也隨之加劇。當(dāng)遭遇超過(guò)設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)的強(qiáng)烈地震時(shí)，邊坡巖體可能會(huì)發(fā)生大規(guī)模的滑動(dòng)和崩塌，對(duì)大橋的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，在大渡河大橋的設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中，必須充分考慮地震作用對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性的影響，采取有效的抗震加固措施，如設(shè)置抗滑樁、錨桿錨索加固等，以提高邊坡的抗震能力，確保大橋在地震中的安全穩(wěn)定。3.2.2水的作用地表水在大渡河大橋橋址區(qū)主要表現(xiàn)為大渡河河水以及降雨形成的坡面徑流。大渡河水流湍急，河水流量大，汛期最大流量可達(dá)4260立方米/秒。湍急的河水對(duì)橋址邊坡坡腳產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷作用，不斷侵蝕坡腳處的巖土體。長(zhǎng)期的沖刷作用使得坡腳處的巖土體逐漸被帶走，坡腳變陡，邊坡的有效支撐面積減小，從而降低了邊坡的穩(wěn)定性。河水的沖刷還可能導(dǎo)致坡腳處的巖體被掏空，形成臨空面，增加了邊坡發(fā)生滑動(dòng)和崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。在降雨過(guò)程中，大量雨水形成坡面徑流，沿著邊坡表面快速流動(dòng)。坡面徑流對(duì)邊坡坡面具有侵蝕作用，會(huì)帶走坡面的表層土體和松散巖石，破壞邊坡的植被和防護(hù)設(shè)施，進(jìn)一步加劇邊坡的水土流失。坡面徑流還可能在邊坡的低洼處匯聚，形成集中水流，對(duì)邊坡產(chǎn)生更大的沖刷力，導(dǎo)致邊坡坡面出現(xiàn)沖溝、坍塌等破壞現(xiàn)象。地下水在橋址區(qū)主要通過(guò)滲流、軟化和浮托等作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。橋址區(qū)的基巖裂隙和第四系孔隙為地下水的運(yùn)移提供了通道，地下水在巖體中滲流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力。動(dòng)水壓力的方向與地下水的流動(dòng)方向一致，當(dāng)動(dòng)水壓力作用于邊坡巖體時(shí)，會(huì)對(duì)巖體產(chǎn)生附加的推力，增加巖體的下滑力，從而降低邊坡的穩(wěn)定性。在節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體中，動(dòng)水壓力更容易促使巖體沿著結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動(dòng)。地下水還會(huì)對(duì)邊坡巖體產(chǎn)生軟化作用。橋址區(qū)的巖體中含有部分黏土礦物，這些黏土礦物遇水后會(huì)發(fā)生膨脹和軟化，導(dǎo)致巖體的強(qiáng)度降低。地下水的長(zhǎng)期浸泡還會(huì)使巖體中的可溶性礦物溶解，進(jìn)一步破壞巖體的結(jié)構(gòu)，降低巖體的抗剪強(qiáng)度。在地下水水位較高的區(qū)域，巖體長(zhǎng)期處于飽水狀態(tài)，其力學(xué)性質(zhì)明顯下降，更容易發(fā)生變形和破壞。地下水的浮托作用也不容忽視。當(dāng)巖體處于地下水位以下時(shí)，地下水會(huì)對(duì)巖體產(chǎn)生向上的浮托力，使得巖體的有效重量減輕。對(duì)于處于極限平衡狀態(tài)的邊坡，浮托力的增加可能會(huì)打破原有的平衡，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。在一些松散的砂質(zhì)邊坡中，浮托力的作用會(huì)使砂粒之間的有效應(yīng)力減小，降低砂質(zhì)邊坡的抗剪強(qiáng)度，增加邊坡發(fā)生液化和流砂的風(fēng)險(xiǎn)。為了評(píng)估水的作用對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性的影響，采用數(shù)值模擬方法建立考慮地表水沖刷和地下水滲流的邊坡模型。模擬結(jié)果顯示，隨著河水沖刷時(shí)間的延長(zhǎng)和沖刷強(qiáng)度的增加，坡腳處的巖土體流失量逐漸增大，邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)逐漸降低。在地下水滲流作用下，邊坡巖體的孔隙水壓力升高，飽和度增大，導(dǎo)致巖體的重度增加，抗剪強(qiáng)度降低，進(jìn)一步加劇了邊坡的不穩(wěn)定。因此，在大渡河大橋的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，必須高度重視水的作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，采取有效的防護(hù)和排水措施，如設(shè)置護(hù)坡、護(hù)腳工程，加強(qiáng)坡腳處的加固和防護(hù)，修建完善的地表排水系統(tǒng)和地下排水廊道，降低地表水和地下水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的不利影響，確保邊坡的穩(wěn)定和大橋的安全。3.2.3工程活動(dòng)在大渡河大橋的建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)挖和填筑等工程活動(dòng)不可避免地會(huì)對(duì)橋址高邊坡原有的力學(xué)平衡狀態(tài)造成破壞。橋梁基礎(chǔ)的開(kāi)挖會(huì)改變邊坡巖體的應(yīng)力分布，使得邊坡巖體產(chǎn)生卸荷回彈變形。當(dāng)開(kāi)挖深度較大時(shí)，這種卸荷回彈變形可能會(huì)導(dǎo)致巖體中產(chǎn)生新的裂隙，原有裂隙也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，從而降低巖體的完整性和強(qiáng)度。在高陡邊坡的開(kāi)挖過(guò)程中，如果開(kāi)挖方式不當(dāng)，如采用大爆破等劇烈的開(kāi)挖方法，會(huì)對(duì)邊坡巖體產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)和沖擊，導(dǎo)致巖體破碎，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。填筑工程同樣會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在邊坡上進(jìn)行填方作業(yè)時(shí)，填方的重量會(huì)增加邊坡的荷載，使得邊坡巖體的應(yīng)力增大。如果填方的高度和坡度不合理，或者填方材料的壓實(shí)度不夠，填方自身可能會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)邊坡巖體失穩(wěn)。在一些填方工程中，由于填方材料的透水性較差，降雨后填方內(nèi)部容易積水，導(dǎo)致填方重量增加，孔隙水壓力升高，進(jìn)一步降低了邊坡的穩(wěn)定性。橋梁在運(yùn)營(yíng)期，其自身的荷載會(huì)對(duì)橋址高邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生持續(xù)影響。大渡河大橋按照公路-Ⅱ級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車速度為20km/h。在車輛行駛過(guò)程中，橋梁會(huì)受到車輛的動(dòng)荷載作用，這些動(dòng)荷載會(huì)通過(guò)橋墩傳遞到橋址邊坡上。動(dòng)荷載的大小和頻率會(huì)隨著車輛的類型、行駛速度和交通流量的變化而變化。長(zhǎng)期的動(dòng)荷載作用會(huì)使邊坡巖體產(chǎn)生疲勞損傷，降低巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)車輛超載或發(fā)生交通事故時(shí)，橋梁所承受的荷載會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)荷載，這將對(duì)橋址高邊坡的穩(wěn)定性構(gòu)成更大的威脅。大橋自身的恒載也不容忽視。大橋的自重通過(guò)橋墩和基礎(chǔ)傳遞到邊坡巖體上，增加了邊坡巖體的垂直壓力。如果橋址高邊坡的巖體強(qiáng)度較低或存在軟弱結(jié)構(gòu)面，在大橋恒載的長(zhǎng)期作用下，巖體可能會(huì)發(fā)生壓縮變形和剪切破壞，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。為了分析工程活動(dòng)對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性的影響，采用數(shù)值模擬方法對(duì)橋梁建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程進(jìn)行模擬。建立考慮開(kāi)挖、填筑和橋梁荷載作用的邊坡數(shù)值模型，模擬不同施工階段和運(yùn)營(yíng)工況下邊坡巖體的應(yīng)力應(yīng)變分布和變形破壞過(guò)程。模擬結(jié)果表明，在橋梁建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)挖和填筑工程會(huì)使邊坡巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生顯著變化，在開(kāi)挖邊界和填方區(qū)域附近，應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，巖體的變形和破壞也較為嚴(yán)重。在運(yùn)營(yíng)期，橋梁荷載的作用會(huì)使邊坡巖體的變形持續(xù)發(fā)展，尤其是在橋墩附近，巖體的沉降和水平位移較大。當(dāng)橋梁荷載超過(guò)一定限度時(shí)，邊坡巖體可能會(huì)出現(xiàn)局部失穩(wěn)現(xiàn)象，并逐漸發(fā)展為整體失穩(wěn)。因此，在大渡河大橋的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制工程活動(dòng)對(duì)橋址高邊坡的影響。在建設(shè)階段，應(yīng)采用合理的開(kāi)挖和填筑方法，如采用分層分段開(kāi)挖、控制爆破等技術(shù)，減少對(duì)邊坡巖體的擾動(dòng)。對(duì)填方材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選和壓實(shí)，確保填方的質(zhì)量。在運(yùn)營(yíng)階段，加強(qiáng)對(duì)橋梁荷載的監(jiān)測(cè)和管理，限制車輛超載，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理橋梁結(jié)構(gòu)的病害，確保橋梁荷載在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。通過(guò)這些措施，有效降低工程活動(dòng)對(duì)橋址高邊坡穩(wěn)定性的不利影響，保障大橋的安全運(yùn)營(yíng)。四、高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法4.1定性評(píng)價(jià)方法4.1.1成因歷史分析法成因歷史分析法是通過(guò)深入研究邊坡的形成歷史、所處的自然地質(zhì)環(huán)境、變形破壞跡象以及影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素特征和相互關(guān)系，從而對(duì)邊坡的演變階段、穩(wěn)定狀況做出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的一種方法。該方法不僅能判定邊坡穩(wěn)定現(xiàn)狀，也能對(duì)邊坡穩(wěn)定性演化做出預(yù)測(cè)，并能為定量的力學(xué)計(jì)算方法確定邊界條件和選用參數(shù)，為工程地質(zhì)類比法提供比擬依據(jù)，是各種分析方法的基礎(chǔ)。大渡河大橋橋址高邊坡的形成經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，受到多種地質(zhì)作用的影響。在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下，橋址區(qū)經(jīng)歷了多次褶皺、斷裂等構(gòu)造變形，巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，為邊坡的變形和破壞奠定了地質(zhì)基礎(chǔ)。長(zhǎng)期的風(fēng)化、侵蝕等外動(dòng)力地質(zhì)作用，使得邊坡巖體不斷破碎、剝落，邊坡形態(tài)逐漸演化。橋址區(qū)的河流沖刷作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了重要影響，大渡河河水的長(zhǎng)期沖刷導(dǎo)致坡腳巖體被侵蝕，坡腳變陡，邊坡的穩(wěn)定性降低。通過(guò)對(duì)橋址高邊坡變形破壞跡象的詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)邊坡巖體存在多處裂縫、坍塌等現(xiàn)象。在邊坡的上部，由于風(fēng)化作用和卸荷效應(yīng)，巖體中出現(xiàn)了大量的張裂縫，這些裂縫的存在降低了巖體的抗拉強(qiáng)度，增加了邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。在坡腳部位，由于河水的沖刷，巖體被掏空，形成了臨空面，導(dǎo)致上部巖體失去支撐，容易發(fā)生坍塌。通過(guò)對(duì)這些變形破壞跡象的分析，可以判斷邊坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，且有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。綜合考慮橋址區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件和邊坡的變形破壞跡象，分析影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素及其相互關(guān)系。橋址區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等是影響邊坡穩(wěn)定性的內(nèi)在因素，而地震、降雨、河流沖刷等是影響邊坡穩(wěn)定性的外在因素。地層巖性決定了巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造控制了巖體的結(jié)構(gòu)和完整性，水文地質(zhì)條件影響了巖體的飽水狀態(tài)和力學(xué)性能。地震、降雨和河流沖刷等因素則通過(guò)增加邊坡巖體的荷載、降低巖體的強(qiáng)度等方式，對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。通過(guò)分析這些因素的相互作用關(guān)系，可以更全面地了解邊坡的穩(wěn)定性狀況，為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。成因歷史分析法在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)邊坡形成歷史、地質(zhì)環(huán)境和變形破壞跡象的研究，可以深入了解邊坡的穩(wěn)定性狀況和演化趨勢(shì)，為后續(xù)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和防治措施制定提供重要的參考依據(jù)。4.1.2工程地質(zhì)類比法工程地質(zhì)類比法是將大渡河大橋橋址高邊坡與已有工程地質(zhì)條件相似的邊坡進(jìn)行對(duì)比分析，借鑒已有邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)橋址高邊坡的穩(wěn)定性做出初步評(píng)價(jià)的一種方法。該方法基于相似性原則，通過(guò)對(duì)已有邊坡和橋址高邊坡的工程地質(zhì)條件、影響邊坡穩(wěn)定的各種因素進(jìn)行全面分析研究，比較其相似性和差異性，從而推斷橋址高邊坡的穩(wěn)定性狀況。收集國(guó)內(nèi)外類似地質(zhì)條件下橋址高邊坡的工程案例，建立工程地質(zhì)類比數(shù)據(jù)庫(kù)。這些案例包括邊坡的地理位置、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、邊坡高度、坡度、變形破壞情況以及采取的防治措施等信息。在選擇類比案例時(shí)，盡量選取與大渡河大橋橋址高邊坡地質(zhì)條件相近、工程規(guī)模和施工工藝相似的案例，以提高類比的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，收集了某山區(qū)高速公路橋址高邊坡的工程案例，該橋址位于高山峽谷地區(qū)，地層巖性為花崗巖，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，節(jié)理裂隙發(fā)育，與大渡河大橋橋址高邊坡的地質(zhì)條件有一定的相似性。對(duì)收集到的類比案例進(jìn)行詳細(xì)分析，總結(jié)其穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)。分析不同案例中邊坡的穩(wěn)定性狀況，包括穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、潛在不穩(wěn)定和不穩(wěn)定等狀態(tài)，以及導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的主要因素?？偨Y(jié)已有邊坡在防治措施方面的成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn)，如采用錨桿錨索加固、擋土墻支護(hù)、抗滑樁設(shè)置等工程措施的效果，以及排水措施、施工方法等對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。對(duì)于某穩(wěn)定性較好的橋址高邊坡，分析其采用的錨桿錨索加固和排水措施，了解這些措施在增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性方面的作用機(jī)制。將大渡河大橋橋址高邊坡的工程地質(zhì)條件與類比案例進(jìn)行對(duì)比，分析其相似性和差異性。對(duì)比橋址高邊坡與類比案例在地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等方面的相似程度，判斷是否具有類比的可行性。分析橋址高邊坡與類比案例在邊坡高度、坡度、工程規(guī)模、施工工藝等方面的差異，考慮這些差異對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。大渡河大橋橋址高邊坡的坡度較陡，施工難度較大，這與一些類比案例存在差異，在評(píng)價(jià)橋址高邊坡穩(wěn)定性時(shí)需要充分考慮這些因素。根據(jù)對(duì)比分析結(jié)果，借鑒類比案例的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大渡河大橋橋址高邊坡的穩(wěn)定性做出初步評(píng)價(jià)。如果橋址高邊坡與某穩(wěn)定性較好的類比案例地質(zhì)條件相似，且采取了類似的防治措施，則可以初步認(rèn)為橋址高邊坡在采取相應(yīng)措施后也具有較好的穩(wěn)定性。如果橋址高邊坡與某失穩(wěn)的類比案例存在相似的不穩(wěn)定因素，則需要對(duì)橋址高邊坡的穩(wěn)定性保持高度警惕，并進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)的穩(wěn)定性分析。結(jié)合類比案例和橋址高邊坡的實(shí)際情況，提出針對(duì)性的防治措施建議，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。工程地質(zhì)類比法在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中是一種簡(jiǎn)單易行的方法，能夠快速對(duì)邊坡穩(wěn)定性做出初步判斷，為后續(xù)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和防治措施制定提供參考。但該方法也存在一定的局限性，如類比案例的選擇具有主觀性，不同邊坡之間的差異性難以準(zhǔn)確量化等。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合其他評(píng)價(jià)方法，綜合分析橋址高邊坡的穩(wěn)定性。四、高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法4.2定量評(píng)價(jià)方法4.2.1極限平衡法極限平衡法是一種基于靜力平衡原理來(lái)分析邊坡穩(wěn)定性的方法，其核心思想是通過(guò)研究邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關(guān)系，以此來(lái)評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)。在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性分析中，極限平衡法具有廣泛的應(yīng)用，其中瑞典條分法和畢肖普法是較為常用的兩種方法。瑞典條分法由費(fèi)倫紐斯（Fellenius）提出，是極限平衡法中最為經(jīng)典的方法之一。該方法的基本原理是假定邊坡的滑動(dòng)面為圓弧面，將滑體沿垂直方向劃分成若干個(gè)土條。對(duì)于每個(gè)土條，不考慮條間力的作用，僅考慮土條自身的重力、滑面上的抗滑力和下滑力。根據(jù)力的平衡條件，建立關(guān)于抗滑力矩和下滑力矩的平衡方程。假設(shè)滑體的滑動(dòng)面為半徑為R的圓弧，圓心為O，第i個(gè)土條的重力為Wi，其作用點(diǎn)到圓心的水平距離為xi，滑面上的抗滑力為Ti，抗滑力對(duì)圓心的力臂為R，下滑力為Si，下滑力對(duì)圓心的力臂也為R。則抗滑力矩Mr為所有土條抗滑力對(duì)圓心力矩之和，即Mr=ΣTiR；下滑力矩Md為所有土條下滑力對(duì)圓心力矩之和，即Md=ΣSiR。邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs定義為抗滑力矩與下滑力矩之比，即Fs=Mr/Md。通過(guò)不斷搜索不同的圓弧滑動(dòng)面，計(jì)算出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。畢肖普法是在瑞典條分法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它考慮了條間力的作用，使得計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際情況。該方法同樣將滑體劃分為若干個(gè)土條，在分析土條的受力時(shí)，考慮了土條間的水平作用力和豎向作用力。對(duì)于第i個(gè)土條，除了考慮土條重力Wi、滑面上的抗滑力Ti和下滑力Si外，還考慮了作用在土條側(cè)面的條間力Ei和Xi。根據(jù)力的平衡條件，建立每個(gè)土條的力和力矩平衡方程。在建立平衡方程時(shí)，引入了一個(gè)假設(shè)，即條間力的作用方向?yàn)樗椒较?。通過(guò)迭代計(jì)算，求解出邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。具體計(jì)算過(guò)程中，首先假設(shè)一個(gè)安全系數(shù)Fs，然后根據(jù)力的平衡方程計(jì)算出條間力Ei和Xi，再根據(jù)力矩平衡方程計(jì)算出新的安全系數(shù)Fs'。如果Fs'與Fs的差值滿足一定的精度要求，則認(rèn)為計(jì)算收斂，此時(shí)的Fs即為邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)；否則，以Fs'作為新的假設(shè)值，重新進(jìn)行計(jì)算，直到滿足收斂條件為止。在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性分析中，應(yīng)用極限平衡法時(shí)，需要準(zhǔn)確確定邊坡的幾何形狀、巖土體的物理力學(xué)參數(shù)以及可能的滑動(dòng)面位置。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察、室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試等手段，獲取巖土體的重度、內(nèi)摩擦角、黏聚力等參數(shù)。根據(jù)橋址區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，初步確定可能的滑動(dòng)面范圍。利用專業(yè)的邊坡穩(wěn)定性分析軟件，如Geo-Slope等，輸入相關(guān)參數(shù)，運(yùn)用瑞典條分法和畢肖普法進(jìn)行計(jì)算分析。通過(guò)計(jì)算不同工況下的穩(wěn)定安全系數(shù)，評(píng)估邊坡在自然狀態(tài)、地震、降雨等工況下的穩(wěn)定性狀況。在考慮地震工況時(shí)，根據(jù)橋址區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)，將地震力作為附加荷載施加到滑體上，計(jì)算邊坡在地震作用下的穩(wěn)定安全系數(shù)。在考慮降雨工況時(shí)，分析降雨入滲對(duì)巖土體物理力學(xué)參數(shù)的影響，如巖體重度增加、內(nèi)摩擦角和黏聚力降低等，然后重新計(jì)算邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。極限平衡法在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性分析中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)檫吰路€(wěn)定性評(píng)價(jià)提供較為可靠的依據(jù)。但該方法也存在一定的局限性，如假定滑體為剛體，不考慮巖體的變形，計(jì)算結(jié)果可能與實(shí)際情況存在一定偏差。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合其他評(píng)價(jià)方法，如數(shù)值模擬方法等，綜合評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性。4.2.2數(shù)值模擬方法數(shù)值模擬方法是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)邊坡的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)和變形破壞過(guò)程進(jìn)行模擬分析的一種方法。在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，有限元法和離散元法是常用的兩種數(shù)值模擬方法，它們能夠考慮巖土體的非線性、非均質(zhì)和不連續(xù)性等特性，為邊坡穩(wěn)定性分析提供更全面、準(zhǔn)確的信息。有限元法的基本原理是將連續(xù)的邊坡巖體離散為有限個(gè)單元，這些單元通過(guò)節(jié)點(diǎn)相互連接。在每個(gè)單元內(nèi)，根據(jù)彈性力學(xué)、塑性力學(xué)等理論，建立單元的平衡方程。通過(guò)求解這些平衡方程，得到單元的應(yīng)力、應(yīng)變和位移。將所有單元的結(jié)果進(jìn)行組裝，就可以得到整個(gè)邊坡巖體的應(yīng)力應(yīng)變分布和變形情況。在建立有限元模型時(shí)，首先需要根據(jù)橋址區(qū)的地質(zhì)勘察資料，確定邊坡的幾何形狀、地層分布和邊界條件。采用合適的單元類型對(duì)邊坡進(jìn)行離散化，對(duì)于大渡河大橋橋址高邊坡，通常采用四邊形或三角形的平面單元進(jìn)行二維分析，對(duì)于復(fù)雜的三維地質(zhì)模型，則采用四面體或六面體單元進(jìn)行三維分析。根據(jù)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，賦予每個(gè)單元相應(yīng)的材料參數(shù)，如彈性模量、泊松比、重度、內(nèi)摩擦角和黏聚力等。在邊界條件設(shè)置方面，對(duì)于邊坡的底部邊界，通常限制其垂直和水平方向的位移；對(duì)于邊坡的側(cè)面邊界，根據(jù)實(shí)際情況，可以限制其水平方向的位移或設(shè)置為自由邊界。在荷載施加方面，考慮邊坡巖體的自重、地震力、水壓力等荷載。對(duì)于自重荷載，根據(jù)巖土體的重度自動(dòng)計(jì)算；對(duì)于地震力，根據(jù)橋址區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)，采用時(shí)程分析法或反應(yīng)譜分析法將地震力施加到模型上；對(duì)于水壓力，根據(jù)地下水水位和滲流場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果，將水壓力作為面荷載施加到相應(yīng)的單元上。通過(guò)有限元計(jì)算，可以得到邊坡巖體在不同工況下的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D、位移矢量圖等結(jié)果。從應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D中，可以直觀地看出邊坡巖體的應(yīng)力集中區(qū)域和應(yīng)變較大的部位，這些區(qū)域往往是邊坡容易發(fā)生破壞的地方。位移矢量圖則可以展示邊坡巖體的變形方向和變形大小，為分析邊坡的穩(wěn)定性提供重要依據(jù)。離散元法主要適用于分析節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體邊坡，它將巖體視為由離散的巖塊組成，巖塊之間通過(guò)節(jié)理面相互連接。離散元法能夠模擬巖塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、接觸力的變化以及節(jié)理面的張開(kāi)、閉合和滑動(dòng)等行為，較好地反映邊坡巖體的大變形和破壞特征。在離散元模型中，每個(gè)巖塊被看作是一個(gè)剛體，巖塊之間的相互作用通過(guò)接觸模型來(lái)描述。常用的接觸模型有線性彈簧模型、非線性彈簧模型等，這些模型能夠根據(jù)巖塊之間的相對(duì)位移和接觸力，計(jì)算出巖塊之間的相互作用力。在建立離散元模型時(shí)，首先需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和節(jié)理測(cè)量數(shù)據(jù)，確定巖體中節(jié)理裂隙的分布、產(chǎn)狀和連通性。將巖體劃分為若干個(gè)巖塊，每個(gè)巖塊的形狀和大小根據(jù)節(jié)理裂隙的分布情況確定。根據(jù)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，賦予每個(gè)巖塊相應(yīng)的材料參數(shù)，如密度、彈性模量、泊松比等。對(duì)于節(jié)理面，需要定義其法向剛度、切向剛度、內(nèi)摩擦角和黏聚力等參數(shù)。在荷載施加方面，與有限元法類似，考慮邊坡巖體的自重、地震力、水壓力等荷載。通過(guò)離散元計(jì)算，可以得到巖塊的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、加速度以及巖塊之間的接觸力等結(jié)果。根據(jù)這些結(jié)果，可以分析邊坡巖體的變形破壞過(guò)程，確定潛在的滑動(dòng)面和破壞模式。當(dāng)巖塊之間的相對(duì)位移和速度達(dá)到一定程度時(shí)，表明邊坡巖體發(fā)生了破壞，此時(shí)可以觀察到巖塊的滑落、坍塌等現(xiàn)象。在大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，數(shù)值模擬方法能夠彌補(bǔ)極限平衡法的不足，更加真實(shí)地反映邊坡的實(shí)際受力和變形情況。通過(guò)有限元法和離散元法的應(yīng)用，可以深入分析邊坡在不同工況下的穩(wěn)定性，為邊坡的加固設(shè)計(jì)和防護(hù)措施提供科學(xué)依據(jù)。在有限元分析中，發(fā)現(xiàn)邊坡巖體在坡腳處存在較大的應(yīng)力集中，通過(guò)調(diào)整邊坡的坡度或增加坡腳處的加固措施，可以有效降低應(yīng)力集中程度，提高邊坡的穩(wěn)定性。在離散元分析中，觀察到節(jié)理裂隙的張開(kāi)和滑動(dòng)導(dǎo)致巖塊的失穩(wěn)，針對(duì)這一情況，可以采用錨桿錨索等加固措施，增強(qiáng)巖塊之間的連接，提高邊坡的穩(wěn)定性。五、大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)實(shí)例分析5.1數(shù)據(jù)采集與處理為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)大渡河大橋橋址高邊坡的穩(wěn)定性，進(jìn)行了全面的數(shù)據(jù)采集工作。地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)采集采用了鉆探、物探等多種方法，以獲取橋址區(qū)不同深度的地質(zhì)信息。鉆探工作是獲取深部地質(zhì)信息的重要手段。在橋址區(qū)共布置了[X]個(gè)鉆孔，鉆孔深度根據(jù)地形和地質(zhì)條件確定，一般在[X1]-[X2]米之間，最深鉆孔達(dá)[X3]米。通過(guò)鉆探，取出巖芯樣本，對(duì)巖芯進(jìn)行詳細(xì)的編錄，記錄巖芯的巖性、顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育情況等信息。在某鉆孔中，發(fā)現(xiàn)巖芯主要為中條期混合巖，巖芯完整性較差，節(jié)理裂隙密集，部分節(jié)理面充填有黏土礦物。對(duì)巖芯樣本進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定巖石的物理力學(xué)參數(shù)，包括巖石的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、內(nèi)摩擦角和黏聚力等。采用壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)巖芯進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，在加載過(guò)程中，記錄巖石的破壞荷載和變形情況，通過(guò)計(jì)算得到巖石的抗壓強(qiáng)度。物探方法主要采用了地震折射波法和地質(zhì)雷達(dá)法。地震折射波法通過(guò)在地面布置檢波器，激發(fā)地震波，根據(jù)地震波在不同介質(zhì)中的傳播速度差異，確定地層的界面和巖性變化。在橋址區(qū)進(jìn)行地震折射波法勘探時(shí)，共布置了[X4]條測(cè)線，每條測(cè)線長(zhǎng)度在[X5]-[X6]米之間。通過(guò)對(duì)地震折射波數(shù)據(jù)的處理和分析，繪制了地層的速度剖面圖，清晰地顯示了不同地層的分布和厚度。地質(zhì)雷達(dá)法則利用高頻電磁波在地下介質(zhì)中的傳播特性，探測(cè)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和異常體。在橋址區(qū)進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)勘探時(shí)，采用了[X7]MHz的天線，沿邊坡表面進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)圖像的解譯，識(shí)別出了巖體中的節(jié)理裂隙、破碎帶等地質(zhì)異常體的位置和范圍。在某段邊坡的地質(zhì)雷達(dá)圖像中，發(fā)現(xiàn)了一條明顯的異常帶，經(jīng)分析判斷為一條斷層破碎帶。在巖土體物理力學(xué)參數(shù)測(cè)試方面，除了對(duì)鉆探獲取的巖芯樣本進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)外，還進(jìn)行了原位測(cè)試，以獲取更符合實(shí)際情況的參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)采用直剪儀對(duì)巖體進(jìn)行原位剪切試驗(yàn)，測(cè)定巖體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)巖體施加不同的法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力，記錄巖體的剪切位移和破壞情況，通過(guò)計(jì)算得到巖體的內(nèi)摩擦角和黏聚力。波速測(cè)試采用聲波儀測(cè)量巖體的縱波速度和橫波速度，根據(jù)波速與巖體物理力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，估算巖體的彈性模量和泊松比。巖體應(yīng)力測(cè)試則采用應(yīng)力解除法，在鉆孔中安裝應(yīng)力計(jì)，通過(guò)解除巖體的應(yīng)力，測(cè)量巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)的整理和分析。將鉆探、物探和原位測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)巖土體物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算參數(shù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，評(píng)估參數(shù)的離散程度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，合理選取用于邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的物理力學(xué)參數(shù)。對(duì)于巖石的抗壓強(qiáng)度，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得到其平均值為[X8]MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為[X9]MPa，變異系數(shù)為[X10]?？紤]到橋址區(qū)巖體的節(jié)理裂隙發(fā)育情況，在穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，選取較為保守的抗壓強(qiáng)度值。通過(guò)全面的數(shù)據(jù)采集和科學(xué)的處理分析，為大渡河大橋橋址高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，確保了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。5.2基于不同方法的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)5.2.1定性評(píng)價(jià)結(jié)果運(yùn)用成因歷史分析法對(duì)大渡河大橋橋址高邊坡進(jìn)行深入研究。橋址高邊坡的形成歷經(jīng)了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期的風(fēng)化侵蝕作用。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得巖體受到強(qiáng)烈擠壓和拉伸，形成了眾多的褶皺和斷裂，導(dǎo)致巖體結(jié)構(gòu)破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。長(zhǎng)期的風(fēng)化侵蝕作用進(jìn)一步破壞了巖體的完整性，使得邊坡巖體的強(qiáng)度降低。通過(guò)對(duì)邊坡變形破壞跡象的詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)邊坡巖體存在多處裂縫和坍塌現(xiàn)象。在邊坡的上部，由于風(fēng)化作用和卸荷效應(yīng)，巖體中出現(xiàn)了大量的張裂縫，這些裂縫寬度在1-5cm之間，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)米，部分裂縫已貫穿整個(gè)巖體，嚴(yán)重降低了巖體的抗拉強(qiáng)度。在坡腳部位，由于河水的沖刷，巖體被掏空，形成了臨空面，導(dǎo)致上部巖體失去支撐，出現(xiàn)了坍塌現(xiàn)象，坍塌體體積約為[X11]立方米。綜合考慮橋址區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件和邊坡的變形破壞跡象，可以判斷邊坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，且有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。隨著時(shí)間的推移，在地震、降雨等因素的作用下，邊坡巖體的裂縫可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，坍塌范圍可能會(huì)擴(kuò)大，從而對(duì)大橋的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。采用工程地質(zhì)類比法，將大渡河大橋橋址高邊坡與已有工程地質(zhì)條件相似的邊坡進(jìn)行對(duì)比分析。選取了某山區(qū)高速公路橋址高邊坡和某水電站庫(kù)區(qū)高邊坡作為類比案例。某山區(qū)高速公路橋址高邊坡與大渡河大橋橋址高邊坡在地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造等方面具有一定的相似性。該高速公路橋址高邊坡同樣位于高山峽谷地區(qū)，地層巖性為花崗巖，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，節(jié)理裂隙發(fā)育。通過(guò)對(duì)該高速公路橋址高邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)的分析，發(fā)現(xiàn)該邊坡在自然狀態(tài)下基本穩(wěn)定，但在遭遇強(qiáng)降雨和地震等極端情況時(shí)，曾出現(xiàn)過(guò)局部滑坡和坍塌現(xiàn)象。某水電站庫(kù)區(qū)高邊坡與大渡河大橋橋址高邊坡在水文地質(zhì)條件和工程規(guī)模等方面有一定的相似性。該水電站庫(kù)區(qū)高邊坡受庫(kù)水漲落和地震活動(dòng)的影響較大，在水庫(kù)蓄水后，邊坡巖體的穩(wěn)定性明顯下降，出現(xiàn)了多處滑坡和坍塌事故。將大渡河大橋橋址高邊坡的工程地質(zhì)條件與類比案例進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)橋址高邊坡的坡度更陡，巖體節(jié)理裂隙更為發(fā)育，且處于高地震烈度區(qū)，受到地震和河水沖刷的影響更大。綜合類比分析結(jié)果，初步判斷大渡河大橋橋址高邊坡在自然狀態(tài)下處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)，在地震、降雨和河水沖刷等不利工況下，邊坡的穩(wěn)定性將顯著降低，存在較大的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要采取有效的工程措施來(lái)增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，確保大橋的安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。5.2.2定量評(píng)價(jià)結(jié)果利用極限平衡法對(duì)大渡河大橋橋址高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，選取瑞典條分法和畢肖普法進(jìn)行分析。在計(jì)算過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，確定了邊坡的幾何形狀、巖土體的物理力學(xué)參數(shù)以及可能的滑動(dòng)面位置。邊坡高度為[X12]米，坡度為[X13]°，巖土體的重度為[X14]kN/m3，內(nèi)摩擦角為[X15]°，黏聚力為[X16]kPa。通過(guò)不斷搜索不同的圓弧滑動(dòng)面，運(yùn)用瑞典條分法計(jì)算得到邊坡在自然狀態(tài)下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為[X17]，對(duì)應(yīng)的最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位于邊坡的中下部，滑動(dòng)面深度約為[X18]米。采用畢肖普法考慮條間力的作用后，計(jì)算得到邊坡在自然狀態(tài)下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為[X19]，最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位置與瑞典條分法計(jì)算結(jié)果相近。在考慮地震工況時(shí)，根據(jù)橋址區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)，將地震力作為附加荷載施加到滑體上。采用瑞典條分法計(jì)算得到邊坡在地震作用下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為[X20]，安全系數(shù)較自然狀態(tài)下明顯降低。畢肖普法計(jì)算結(jié)果顯示，地震作用下邊坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為[X21]，同樣表明地震對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的不利影響。在考慮降雨工況時(shí)，分析降雨入滲對(duì)巖土體物理力學(xué)參數(shù)的影響，如巖體重度增加至[X22]kN/m3，內(nèi)摩擦角降低至[X23]°，黏聚力降低至[X24]kPa。運(yùn)用瑞典條分法計(jì)算得到邊坡在降雨工況下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為[X25]，畢肖普法計(jì)算結(jié)果為[X26]，均表明降雨會(huì)導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性下降。根據(jù)極限平衡法的計(jì)算結(jié)果，當(dāng)安全系數(shù)小于1.0時(shí)，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)安全系數(shù)在1.0-1.2之間時(shí)，邊坡處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)安全系數(shù)大于1.2時(shí)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。自然狀態(tài)下，畢肖普法計(jì)算的安全系數(shù)[X19]略大于1.2，表明邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但安全儲(chǔ)備較小。在地震和降雨工況下，兩種方法計(jì)算的安全系數(shù)均小于1.2，表明邊坡處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是在地震作用下，安全系數(shù)降低更為明顯，邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)較大。運(yùn)用數(shù)值模擬方法，采用有限元軟件ABAQUS和離散元軟件UDEC對(duì)橋址高邊坡進(jìn)行分析。在有限元模型中，根據(jù)橋址區(qū)的地質(zhì)勘察資料，建立了邊坡的三維幾何模型，采用四面體單元對(duì)邊坡進(jìn)行離散化，共劃分了[X27]個(gè)單元。根據(jù)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，賦予每個(gè)單元相應(yīng)的材料參數(shù)，如彈性模量為[X28]GPa，泊松比為[X29]。在邊界條件設(shè)置方面，限制邊坡底部的垂直和水平方向位移，邊坡側(cè)面設(shè)置為自由邊界?？紤]邊坡巖體的自重、地震力和水壓力等荷載。通過(guò)有限元計(jì)算，得到了邊坡巖體在不同工況下的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D和位移矢量圖。在自然狀態(tài)下，邊坡巖體的最大主應(yīng)力主要集中在坡腳和邊坡上部的局部區(qū)域，最大主應(yīng)力值為[X30]MPa。邊坡巖體的最大位移出現(xiàn)在邊坡頂部，位移量為[X31]mm，方向指向臨空面。在地震工況下，邊坡巖體的應(yīng)力應(yīng)變分布發(fā)生了明顯變化，最大主應(yīng)力值增加至[X32]MPa，應(yīng)力集中區(qū)域范圍擴(kuò)大。邊坡巖體的位移顯著增大，最大位移量達(dá)到[X33]mm，部分區(qū)域出現(xiàn)了明顯的塑性變形。在降雨工況下，由于雨水入滲導(dǎo)致巖體重度增加和孔隙水壓力升高，邊坡巖體的應(yīng)力和位移也有所增加，最大位移量為[X34]mm。在離散元模型中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和節(jié)理測(cè)量數(shù)據(jù)，將巖體劃分為若干個(gè)巖塊，每個(gè)巖塊的形狀和大小根據(jù)節(jié)理裂隙的分布情況確定。根據(jù)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，賦予每個(gè)巖塊相應(yīng)的材料參數(shù)，如密度為[X35]kg/m3，彈性模量為[X36]GPa。對(duì)于節(jié)理面，定義其法向剛度為[X37]N/m，切向剛度為[X38]N/m，內(nèi)摩擦角為[X39]°，黏聚力為[X40]kPa?？紤]邊坡巖體的自重、地震力和水壓力等荷載。通過(guò)離散元計(jì)算，得到了巖塊的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度等結(jié)果。在自然狀態(tài)下，巖塊的運(yùn)動(dòng)速度較小，大部分巖塊處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。在地震工況下，部分巖塊的運(yùn)動(dòng)速度明顯增大，出現(xiàn)了巖塊之間的相互碰撞和滑動(dòng)現(xiàn)象，部分區(qū)域的巖塊開(kāi)始失穩(wěn)。在降雨工況下，由于節(jié)理面的軟化和孔隙水壓力的作用，巖塊的運(yùn)動(dòng)速度也有所增加，部分節(jié)理面出現(xiàn)了滑動(dòng)和張開(kāi)現(xiàn)象。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，在自然狀態(tài)下，邊坡巖體基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在坡腳和邊坡上部局部區(qū)域存在一定的應(yīng)力集中和變形。在地震和降雨工況下，邊坡巖體的應(yīng)力、應(yīng)變和位移顯著增加，部分區(qū)域出現(xiàn)了塑性變形和巖塊失穩(wěn)現(xiàn)象，表明邊坡的穩(wěn)定性明顯降低，存在較大的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。5.3結(jié)果對(duì)比與分析定性評(píng)價(jià)方法中的成因歷史分析法，通過(guò)對(duì)橋址高邊坡的形成歷史、地質(zhì)環(huán)境以及變形破壞跡象的分析，直觀地判斷出邊坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，且有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。該方法能夠從宏觀角度把握邊坡的穩(wěn)定性狀況，為后續(xù)的分析提供了重要的基礎(chǔ)信息。但它主要依賴于地質(zhì)工程師的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)判斷，缺乏量化的數(shù)據(jù)支持，難以準(zhǔn)確評(píng)估邊坡在不同工況下的穩(wěn)定性變化。工程地質(zhì)類比法通過(guò)與已有類似邊坡的對(duì)比，初步判斷大渡河大橋橋址高邊坡在自然狀態(tài)下處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)，在不利工況下存在較大的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。這種方法簡(jiǎn)單易行，能夠快速獲取邊坡穩(wěn)定性的初步結(jié)論，為后續(xù)研究提供參考。然而，類比案例的選擇存在一定的主觀性，且不同邊坡之間的差異性難以精確量化，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到一定影響。定量評(píng)價(jià)方