杨冀亮

（中国电建市政建设集团有限公司，天津 300384）

引言

近年来，跨江跨海水下通道及长距离输水、输油管道工程愈来愈多。沉管法[1-3]作为一种在水下布设管道的方法，相比盾构法、定向钻法等方法，具有管道质量高、施工难度小、安全经济等优点。沉管工程基槽边坡稳定问题是施工过程中不可避免的重难点问题，由于基槽边坡失稳导致的基槽回 淤[4]，会影响管段的沉放与连接，进而影响工程质量和工期。因此，对水下沉管基槽边坡稳定性问题进行研究，具有十分重要的意义。

关于水下基槽边坡稳定问题，国内外学者结合实际工程进行了相关研究，肖清明、王晨希、Lei Fang、Jie He[5-8]分别以南京长江沉管工程、苏通大桥冲刷坑以及港珠澳大桥沉管隧道为背景进行研究，指出了水下边坡的合理坡率与冲刷坑边坡的冲刷稳定坡角。

水下基槽边坡稳定性问题的研究主要为小比例的模型试验，同时结合理论解析法进行研究，如贺少辉[9]等通过水槽内进行模型试验建立河床的相似模型，观察基槽内水流流态变化以及边坡的变形特征；刘建国[10]等将水流与土体视作分离的个体，将水压力看作作用在土体上的外荷载，基于极限平衡法对水下边坡的计算模式进行探讨。随着计算机技术的发展，数值模拟计算已成为水下边坡稳定性研究的重要手段，主要的方法包括计算流体力学法（CFD）、有限元法（FEM）以及离散元法（DEM）。Yu Zhang 等[11]采用计算流体力学CFD 方法对海底滑坡对铺设管道的作用力进行了研究，分析了管道与海底斜坡的相互作用。……