离散单元法在宜万线马水河大桥岩石岸坡桥基稳定性分析的应用

【摘要】：新建的宜昌—万州铁路全长378公里，沿途多为高山峡谷地形。在跨越这些地形的时候需要大量地开挖隧道和架设桥梁。由于所架设的桥梁两端的桥基一般都位于高陡岩石边坡上，这就涉及到岸坡在架桥后的稳定问题，因此必须对天然状态与设桥后的边坡进行稳定性分析，并确定出合理的桥基埋设位置。边坡的稳定性分析方法有很多种，计算机模拟是其中的一种重要的分析方法和手段。利用计算机模拟，附以现场的观测调查，可以对边坡的稳定情况做出较为准确的判断，并节省大量的人力和物力。在边坡变形破坏的计算机模拟已有的方法中，应用比较普遍的是有限元应力分析和离散元位移分析。本文将据改进的离散元计算程序(DEM)对岸坡的变形破坏进行模拟，并给出桥基合理的埋深。 由于离散元原有程序存在不少的问题无法对工程实例进行快速有效的计算，作者利用蒙特卡洛原理重新编写了前处理程序，使计算结果更符合实际情况。通过对计算程序原代码的修改，扩充了原程序的计算容量，使之能够真正为工程服务。利用改进后的离散元程序，作者对宜—万线上的控制性工程马水河大桥两岸岸坡天然状态与加载状态分别进行了变形破坏的离散元模拟，并辅以有限元应力分析，得出岸坡在两种状态下的稳定状况及合理的桥基埋设位置。计算结果表明，在天然状态下，马水河大桥宜昌端、万州端两岸坡体基本稳定，在后期均有一定的裂隙发育，并出现坡体整体下陷。在设计和施工时应引起注意加以铆固和防护。架桥后，大桥宜昌端和万州端的桥基较为合理的位置为，埋深分别为39米、35米。