熊 文，张大牛

(1. 东南大学交通学院，南京 211189；2. 道路交通工程国家级实验教学示范中心(东南大学)，南京 211189)

桥梁水毁突发性与破坏性显著，特别是在汛期，桥梁水毁前一般并无异常征兆，导致该类灾害具有极强隐蔽性，难以提前预警，严重威胁路网安全．桥梁水毁倒塌最主要形式为基础冲刷所引起的结构失稳[1-2]，根据基础形式不同，可分为两类：①浅基础/扩大基础桥梁，其基础结构与地基土间接触程度不高，冲刷达到足够深度后开始掏空浅基础下方泥沙，使其整体倾斜失稳，从而瞬态倒塌(图1(a))；②桩基础桥梁，随冲刷深度发展，桩-土有效摩擦长度减少，桩基竖向与横向抗弯承载能力降低，导致基础承载能力不足，增大桥梁整体倒塌概率(图1(b))．显然，前者失效模式最为危险，其整体突发性失稳会产生巨大的经济损失与难以接受的社会影响．

图1 基础冲刷类型Fig.1 Foundation scour types

数值仿真是分析桥梁水毁倒塌机理与抗洪裕度提升的最有效方法之一．但早期受到计算能力限制，仅将水文作用通过简化计算公式视为静力加载，而桥梁冲刷直接简化等效为边界约束的减少，并未对水文效应与冲刷发展进行过程仿真，更未考虑两者间的强耦合效应．而事实上，冲刷是水文作用的重要结果之一，不经过三维流场计算直接预设冲刷状态并不合理．所以，仅针对桥梁在单一结构域进行水毁分析是难以准确追溯其倒塌失效机理的，无法充分计入桥梁水毁这一复杂力学行为中所存在的多场耦合因素；……