國內外研究現狀和發展動態
近年來隨著國家中西部建設、山區扶貧等工作的開展，修建了大量的山區公路，為山區經濟發展和人民生活水平提高做出了巨大的貢獻。山區公路建設過程中，受地形地質條件的制約，公路常常沿河走線。然而，受山區河道水位暴漲暴落誘發的非穩定滲流場與急流沖刷等影響，沿河路基常出現嚴重破壞，造成交通中斷，甚至導致極大生命財產損失，見圖1。因此，研究水位漲落和急流淘刷聯合作用下山區沿河路基的破壞機理，分析其破壞模式與變形失穩特征，可為山區沿河公路工程安全運營及防災減災提供借鑒和參考。
 
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圖1 山區沿河路基破壞圖
1 山區公路沿河路基病害研究
劉春煥[1]（2010）針對山區沿河公路水毀災害，廣泛搜集國內外相關資料，并進行分析歸納，得出沿河公路水毀類型和水毀形態特征，系統分析水毀災害的影響因素，提出了沿河公路水毀的識別原則與內容。
王昱[2]（2010）發現彎道橫比降、彎道環流、沖刷深度三個因素是彎道處公路路基破壞的河流侵蝕原因，表明泥石流固相石塊的切割作用與液相漿體磨蝕淘刷作用是泥石流侵蝕公路路基的兩大因素，也是泥石流作用下山區沿河公路路基損毀的主要原因。
張麒蟄[3]（2010）綜合考慮了山區沿河路基受沖刷邊坡幾何形態變化、河道水位及地下水位對公路路基穩定性的影響情況，建立了沿河路基沖刷崩塌理論模式，并通過對工程實例進行計算分析，探討了各因素對沿河路基邊坡穩定性的影響規律，提出了沿河路基邊坡穩定性的判定方法，可作為沿河路基設計與施工的有益參考。
鐘杰[4]（2011）針對山區公路路基侵占河道的特殊情況，提出了路基束窄河段水流計算的一維數學模型，分析了束窄河段臨河路基邊坡失穩原因和穩定性計算方法，在此基礎上提出了路基侵占河道的臨界束窄度計算方法。
陳遠川[5]（2012）以山區沿河公路水毀風險為研究對象，研究提出了公路水毀風險的耦合對抗形成機制，建立了小流域山洪對溝口段公路的危險性評價方法；構建了山區沿河公路崩滑災害危險性評價方法。在山區沿河公路水毀風險評價單元劃分的基礎上，對山區沿河公路線形評價單元在潛在多災種作用下的危險性評價給出了危險度計算方法。
陳遠川等[6]（2012）從流固耦合動力學的角度，論述了山區沿河公路路基洪水毀損的機理，認為山區沿河公路路基洪水毀損屬于一種被動洪水毀損過程，山區沿河公路路基抗沖蝕能力是該過程的關鍵控制因素。
曲艷芬[7]（2013）將結合不同水毀類型的形成因素，對路基巖土在水毀機制作用下的影響因素進行分析，并從積極探索水毀公路的防治措施上來提升山區沿河公路的抗水毀能力，從而提高山區沿河公路的養護水平和質量。
唐蘭[8]（2014）以路基缺口為研究對象，研究了路基有護坡無面板，受山洪及泥石流作用下路基缺口的力學形成機制。為路基缺口的形成部位，發展過程，雨期缺口的形成時間起到了指導作用。
李小明[9]（2016）針對沿河公路水毀斷道應急修復這一重大社會公益性科技問題，采用現場調查觀測和結構工程學等研究手段方法，提出“路基缺口組合式橋梁”、“路基沖失段錨拉框架結構”和“鋼筋混凝土路面板懸空段應急搶修技術”三種沿河公路水毀斷道災害的應急修復技術。
梅坤[10]（2017）從山區公路路基病害種類著手，分析路基病害原因，并探索其防治措施，延長山區公路的使用時間，提升其經濟價值。
綜上所述，路基破壞研究一直是公路工程領域熱點研究問題，相關研究主要集中在路基破壞類型、影響因素、判斷方法及防治措施等方面。
2 沿河路基破壞機理研究
賈建彬[11]（2008）在用常規條分法分析的基礎上，采用有限元方法分析交通荷載、水位升降變化、土工格柵剛度和布設方式對浸水路基穩定性的影響。
沈水進[12]（2012）全面深入地開展公路水毀機理與決策系統研究，進行暴雨型公路水毀的規律與成災機理分析，深入分析和探討降雨作用下公路路基邊坡水毀機制，為正確判斷公路水毀災害的成災可能性和合理施加預防性防護措施提供科學的決策依據。
陳遠川等[13]（2013）根據路基缺口水毀的宏觀表象和失穩力學模式，將沿河路基缺口類型概化為滑動失穩型、傾倒失穩型和墜落失穩型3類，進一步將3類路基缺口的形成機制分別概括為水動力荷載作用下路基結構的壓剪斷裂、拉裂傾倒和拉剪斷裂導致的突發性動力失穩機制。
徐東偉[14]（2013）對沿河路基沖刷機理及常用防護措施進行簡要介紹，結合工程實際，對凹岸沖刷提出擋土墻配合石籠的防護措施。
高翔等[15]（2013）介紹了高速公路浸水路基的特點、類型、穩定性驗算、填筑及其基底、邊坡的防護，簡要分析了在水的作用下浸水路地穩定性所受的影響，給出了滲透動水壓力的計算及邊坡穩定性的驗算過程。
劉露[16]（2014）以會展大道沿河黃土路基邊坡為研究對象，研究指出：造成會展大道邊坡失穩最主要的力學機制是坡前水位變化過程邊坡內外的孔隙水壓力差。邊坡的穩定性在坡前水位降速和下降比提高的過程中減小；安全系數的變化率隨邊坡填筑材料滲透系數的減小而增大；考慮基質吸力可以提高邊坡的穩定性；考慮黃土表面垂直裂縫，水流沿裂縫快速入滲會加速不穩定滲流場的形成。
陳洪凱等[17]（2015）基于非飽和土體吸水滲透理論和簡化路基模型，運用瑞典圓弧法建立了路基動態穩定系數計算式。實例分析表明，當土質路基受到河水滲透-浸泡耦合作用時，路基整體穩定性隨時間逐漸降低，并可能發生沉陷破壞。研究成果對于提升路基沉陷水毀機制認識水平有積極意義。
梁丹[18]（2016）從水力學角度出發分析得到水流的啟動切應力是沿河路基沖失水毀的動力來源，再從力平衡原理出發，分析沖失臨空面上部土體在自重作用下的破壞機制。根據實際工程算例對方法進行驗證，計算結果表明，預測結果比較符合實情。
丹增平措等[19]（2017年）以西藏昌都地區沿河公路為研究對象，基于現場調查，將水毀的破壞形式歸納成幾種常見的類型：路基防護工程損毀、路基局部沉陷、路基整體塌陷及路基邊坡坍塌，并對其破壞機理進行分析，在此基礎上，針對不同病害形式提出了具體的搶修措施。
綜上所述，沿河路基破壞機理研究方面已取得了不少研究成果，但當前大多從降雨入滲、水位漲落或沖刷等單一角度來進行研究，沒能很好反映水位漲落和急流淘刷聯合作用下山區沿河路基破壞機理，不利于山區沿河公路安全運營和防災減災。
因此，本項目擬采用物理模型、數值模擬以及實地調研等多種方式，系統研究不同水位漲落速率、水流流速以及沖刷歷時下沿河路基破壞過程，分析其破壞模式和變形破壞特征，進而揭示水位漲落和急流淘刷聯合作用下路堤破壞機理，為預防山區沿河公路工程破壞和除險加固提供借鑒和參考。
參考文獻
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