黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全影响研究

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｆｏｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｈｉｇｈａｎｄｓｔｅｅｐｓｌｏｐｅｗａｓｈｏｕｔｏｎ ｂｒｉｄｇｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓａｆｅｔｙｉｎｌｏｅｓｓｈｉｌｌｙａｒｅａ，ｂａｓｅｄｏｎｗｉｄｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎ４ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｓ，１７４ ｂｒｉｄｇｅｓｉｎｔｙｐｉｃａｌｈｉｌｌｙａｒｅａｏｆＳｈａｎｘｉｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｏｎ－ｓｉｔｅｐｉｌｅｓｔａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｉｎｌｏｅｓｓ ａｒｅａ，ｂｒｉｄｇｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌｗｉｔｈｈｉｇｈａｎｄｓｔｅｅｐｓｌｏｐｅｉｎｌｏｅｓｓａｒｅａｗｅｒｅｂｕｉｌｔｂｙ ｓｏｆｔｗａｒｅＦＬＡＣ３Ｄ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｗａｓｈｏｕｔ＆ ｃｏｌｌａｐｓｅｏｆｈｉｇｈａｎｄｓｔｅｅｐｓｌｏｐｅห้องสมุดไป่ตู้ｎｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒ，ａｎｎｏｕｎｃｅｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｌａｗｏｆｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｐｉｌｅｌａｔｅｒａｌｆｒｉｃｔｉｏｎ ，ｔｉｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｐｉｌｅ Ｔｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｇｒｅｅｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｓｌｏｐｅｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅｓｈｏｒｔｅｒｓｌｏｐｅｄｉｓｔａｎｃｅ， ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ；ｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｅｍａｉｎｌｙｄｕｅｔｏ ｔｈｅｌｏｓｓｏｆｌａｔｅｒａｌｓｏｉｌ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｉｎｐｉｌｅｌａｔｅｒａｌｆｒｉｃｔｉｏｎｎｏｔｆｕｌｌｙｂｒｉｎｇｉｎｔｏｐｌａｙ，ｔｉｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｈａｓｌｉｔｔｌｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｔｈｅｓｈｏｒｔｅｒｓｌｏｐｅｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅｌｏｎｇｅｒｆａｉｌｕｒｅｐｉｌｅｌｅｎｇｔｈ，ａｎｄｓｈｏｒｔｅｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｐｉｌｅ； ｔｈｅｗａｓｈｏｕｔｏｆｈｉｇｈａｎｄｓｔｅｅｐｓｌｏｐｅｍａｋｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｎｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｐｉｌｅ，ｗｈｉｃｈ
［关 键 词 ］黄 土 山 区 ； 高 陡 边 坡 ； 水 毁 ； 桥 梁 桩 基 ； 临 坡 距 ［中图分类号］Ｕ４４３１５ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７４— ０６１０ （２０１９） ０５— ０１６９— ０７
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＨｉｇｈａｎｄＳｔｅｅｐＳｌｏｐｅＷａｓｈｏｕｔｏｎＢｒｉｄｇｅＰｉｌｅ ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＳａｆｅｔｙｉｎＬｏｅｓｓＨｉｌｌｙＡｒｅａ
ＷＡＮＧ Ｌｅｉ１，ＨＡＮ Ｚｈｉｊｉａｎｇ１，ＬＩＵ Ｘｉａｏｊｉａｎ２，ＨＡＯ Ｘｉａｎｗｕ３，ＬＩＵ Ｚｈｉｈｕａ１ （１． ＳｈａｎｘｉＫｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＢｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｔａｉｙｕａｎ， Ｓｈａｎｘｉ ０３０００６， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｈａａｎｘｉ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｎ， Ｓｈａａｎｘｉ７１００７５， Ｃｈｉｎａ；３． ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉ’ａｎ， Ｓｈａａｎｘｉ７１００６４， Ｃｈｉｎａ）
（１．山西省交通科学研究院 桥梁工程防灾减灾 山 西 省 重 点 实 验 室，山 西 太 原 ０３０００６；２． 陕 西 省 高 速 公 路 建 设集团公司，陕西 西安 ７１００７５；３．长安大学 公路学院，陕西 西安 ７１００６４）
［摘 要］为全面了解黄土山区高陡边坡水毁对桥 梁 桩 基 安 全 的 影 响， 在 对 山 西 省 典 型 黄 土 山 区 ４条 高 速、 １７４座桥梁下部全面调查的基础上，依据黄土地区现 场 桩 基 静 载 试 验， 应 用 ＦＬＡＣ３Ｄ建 立 黄 土 山 区 高 陡 边 坡 地 形 桥梁桩基有限差分模型，分析了高陡边坡水毁崩塌对桩基承载特性的影响，揭示了桩基承载力、桩侧摩阻力、 桩端阻力及有效桩长变化规律。研究表明：随着临坡距的减小，桩基承载力不同程度降低，临坡距越小，桩基 承载力影响越大；桩基承载力降低主要是由于桩侧土体缺失导致桩侧摩阻力无法完全发挥，桩端阻力影响不大； 临坡距越小，斜坡失效桩长越大，有效桩长变短；高陡边坡水毁显著改变了摩擦桩的承载特性，危及桥梁下部 结构及运营安全。
２第０４１４９卷年，第１５０期月
公路工程 ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｄｏｉ：１０．１９７８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－０６１０．２０１９．０５．０３２
Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．，２０１９
黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全影响研究
王 磊 １，韩 之 江 １，刘 晓 健 ２，郝 宪 武 ３，刘 志 华 １
［收 稿 日 期 ］２０１８－０６－２０ ［基金项目］山西省交通厅科技项目（２０１７－１－２３）；山西省交通 厅 交 通 建 设 科 研 项 目 （２０１５－２－０８）；山 西 省 科 技 厅 科 技 攻 关 计 划 项 目
（２０１５０３１３０１６－１） ［作 者 简 介 ］王 磊 （１９８８－），男 ，陕 西 西 安 人 ，工 学 硕 士 ，工 程 师 ，主 要 从 事 桥 梁 防 灾 减 灾 与 风 险 评 估 的 研 究 。 ［引 文 格 式 ］王 磊 ，韩 之 江 ，刘 晓 健 ，等 ．黄 土 山 区 高 陡 边 坡 水 毁 对 桥 梁 桩 基 安 全 影 响 研 究 ［Ｊ］．公 路 工 程 ，２０１９，４４（５）：１６９－１７５．