李帅磊1,2,3,唐诚1,3,郑向阳1,3,李东1,李艳芳1,3,赵明亮1
1. 中国科学院烟台海岸带研究所,山东 烟台 264003;
2. 中国科学院大学,北京 100049;
3. 山东省海岸带环境过程与生态安全重点实验室,山东 烟台 264003
LI Shuailei1,2,3,TANG Cheng1,3,ZHENG Xiangyang1,3,LI Dong1,LI Yanfang1,3,ZHAO Mingliang1
摘要: 车辆在滨海作业和两栖登陆时频发陷车问题,其根源在于砂质滩面力学性质受潮汐驱动而表现出的时变特性。由于地下水系统渗流对外部潮汐的响应存在相位滞后,浅层砂体在涨潮中后期容易出现短时间内的高孔隙水压力与低有效应力状态,造成抗剪强度和地基承载能力骤减。为量化水力耦合引发的承载弱化效应,本文构建了基于“时变Bekker沉陷模型”和Monte Carlo评估框架的车辆陷车风险评估框架。通过把有效应力的时态演化映射成地基承载参数的非线性退化,并引入渗透扩散和孔压滞后等水文动力学参数的不确定性。计算结果表明,陷车概率随潮位的上涨而明显增加,但风险峰值通常滞后于潮位峰值约0.5到1.0小时,揭示滩面失稳受“孔压累积-承载退化-沉陷突增”的滞后跃迁机制控制。此外,敏感性分析结果表明,地基最小承载参数和临界沉陷判据决定着陷车风险水平;由于在承载下降和液化软化之间多物理参数的共同作用下,陷车概率的放大效应可达单因素独立演化的1.65倍。该模型评估从机理层面解释了潮间带车辆失稳的迟滞现象,可为潮滩车辆通行安全预警、两栖登陆窗口期选择及滨海作业风险评价提供定量参考。