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（２）冻融前河道水位以下堤岸土体为饱和土体，高于河道水位为非饱和土体；冻融后堤岸由于冻
结时水分向冻结锋面运移、河道水分补给及积雪融化的影响下为饱和土体。
（３）研究主要说明冻融作用对堤岸稳定性的影响，不考虑冻融前后河道水位变化。
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前期通过对岸坡土体取样试验，得到土体天然容重为 １８．１ｋＮ?ｍ ，饱和容重为 １９．３ｋＮ?ｍ ，冻融
区土层深约 １．５ｍ。冻融区土体冻结时水分向冻结锋面运移，融化时在雪水融化下渗及凌汛期河道水
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分的侧向补给共同作用下，使得融化时土体含水率普遍偏高，故冻融前岸坡土体容重选择 １８．１ｋＮ?ｍ ，
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冻融后为 １９．３ｋＮ?ｍ ，冻融区土层按 １．５ｍ深计算，非饱和土以 ２１％含水率土体力学参数计算，饱和
土及融化后冻融区土体以饱和土冻融 １５次前后的力学参数进行计算，模型参数如表 ２所示。
表 ２ 岸坡模型计算参数
容重 弹性模量 泊松比 黏聚力 ｃ?ｋＰａ 内摩擦角 φ ?（°）
土体
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γ ?（ｋＮ?ｍ ） Ｅ?ＭＰａ ｖ 实验值 ｃ 有效值 ｃ 实验值 φ 有效值 φ
饱和土 １９．３ ３２ ０．３３ １８．５ １２．９５ ３４．３ ３０．８７
非饱和土 １８．１ ８９ ０．３５ ４０．１ ２８．０７ ３０．９ ２７．８１
冻融土 １９．３ １３ ０．３３ １０．４ ７．２８ ３３．４ ３０．０６
注：考虑到重塑土样与实际土样之间的差距，计算参数对试验参数进行了折减，有效黏聚力取实验值的 ０．７倍，有效内摩擦角值取试
验值的 ０．９倍。 ［４２］
３．４．２ 岸坡稳定性结果与分析 图 １６为冻融前后岸坡的塑性应变云图，未冻融岸坡从坡脚处向上延
伸至坡顶形成塑性贯通区，塑性贯通区以上土体沿滑动面向下滑动，滑动面呈弧形；而冻融后岸坡塑
性应变主要发生在河道水位以上的冻融区，土体沿冻融界面发生变形，主要是冻结时土体水分向冻结
图 １６ 冻融前后岸坡塑性应变云图
锋面运移使得融化后土体含水率过高，趋于饱和，
且冻融作用破坏了土体原有结构，降低了土体抗剪
强度，导致冻融区土体易发生滑动破坏。通过分析
位移与安全系数关系曲线（图 １７），以数值计算不收
敛点为评价标准，发现未冻融岸坡稳定安全系数 Ｆ Ｓ
为 １．８４，冻融后降至 １．０７，降幅达 ４１．８％。根据夏
军强等 ［４３］ 对 长 江 荆江段 研 究，认 为 当 Ｆ ＞１．３时，
Ｓ
岸坡保 持 稳 定；Ｆ ＜１．０时，岸 坡 已 发 生 破 坏；当
Ｓ
１．０ ≤Ｆ≤１．３，岸坡存在破坏的可能，说明冻融作
Ｓ
用会严重降低岸坡的稳定性，冻融后岸坡易发生崩
塌破坏。 图 １７ 冻融前后岸坡稳定安全系数 Ｆ Ｓ
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