崩岸是长江沿岸普遍存在的问题,自然河流岸滩普遍会受到水流的冲刷,且河流受季节变换影响,河道内水位总是动态变化的,这使得河岸土体一直处于干、湿不断交替的状态,不利于河岸土体的稳定。近岸水流动力的作用、河岸土体垂向组成和土体力学特性都是影响河流崩岸过程的重要因素,并且干湿交替会一定程度改变黏性岸滩土体的力学性能,进而影响岸滩土体的抗冲性能及河岸稳定性。本文以长江荆江段河岸土体为研究对象,于2016年-2018年连续三年,对上、下荆江河段共8个典型崩岸断面的河岸进行实地查勘、取样。引入干湿交替条件,采用实测资料分析、室内土工实验、概化水槽试验、BSTEM模型模拟和理论分析相结合的方法,研究分析了干湿交替对荆江河岸土体力学特性及稳定性的影响。主要研究结论如下:(1)三峡工程蓄水后,荆江段的来水来沙量大幅减少,在2004-2014年的多年平均水位较蓄水前有所下降,河段减少的来沙量高达87%。荆江全年径流量的75%~80%都来源于汛期,且主要集中分布在7-9这三个月。根据长江中下游年内径流月分布情况,可以将一个水文年划分为四大阶段:枯水期(12月中-3月底);涨水期(4月-5月底);洪水期(6月-10月底);退水期(11月-12月中)。荆江河段河道演变的特点主要表现为枯水河槽冲刷较为严重,弯道近岸深槽向下游冲刷发展。荆江段河岸的干湿交替特征在沿程上具有连续性;在时间上具有一定的周期性;在较小的时间尺度或空间尺度内具有复杂性。通过河岸高程带分区,来定量的分析其干湿交替特征:河岸高程带从下至上的淹没频率依次减小,出露频率增大;高程带Ⅰ通常全年处于淹没状态,而高程带Ⅶ的淹没频率极小,无漫顶情况时的淹没频率为0;通常在高程带Ⅲ-高程带Ⅳ区域内出现淹没频率中值等。(2)上、下荆江河段河岸均是上部为黏性土层及下部为非黏性土层组成的典型的二元结构。其中上荆江段河岸上部的黏性土层厚度普遍大于下部的非黏性土层厚度;而下荆江段河岸上部的黏性土层厚度则通常小于下部的非黏性土层厚度。黏性土层的抗剪强度指标随含水率变化非常明显。随着含水率的逐渐增加,黏聚力值先增大,后减小,最终趋于稳定;内摩擦角则呈现出指数关系减小的趋势。通过结合三次土工试验结果,给出长江荆江段黏性土的力学特性定量关系式。即分别得出土体含水率与黏聚力的定量关系式和土体含水率与内摩擦角的定量关系式。(3)通过水槽试验对二元结构河岸在一个水文年内的崩岸情况进行概化模拟,分析了荆江河岸土体的起动条件,及其崩岸特点及机理;并且通过设置不同工况和不同河岸组成的对比试验,对各条件下河岸的稳定性进行分析比较。主要结论如下:二元结构河岸崩塌可划分为5个阶段:首先河岸坡脚受冲刷变陡;然后岸顶裂缝形成发育;岸坡渐进侵蚀;河岸失稳导致崩塌;最后,岸坡形态趋于稳定,进入下一次河岸崩塌循环。本次试验条件下的砂土层普遍动时的起动流速约为0.28 m/s,黏性土层普遍动时的起动流速约为0.37 m/s,对应的起动切应力τ_c分别为0.304 N/m~2和0.531 N/m~2。在干湿交替情况下,河岸上部土体含水率主要受河道内水位变化的影响。两种河岸组成下,二元结构河岸岸顶下沉程度大于黏性土河岸,且在坡脚呈淤积趋势,上部黏土层崩退宽度大于黏性土河岸。对于两种工况,干湿交替工况对岸坡的破坏程度更大。总体来说,崩岸程度由大到小的顺序为:二元结构河岸-干湿交替工况、二元结构河岸-恒水位工况、黏性土河岸-干湿交替工况、黏性土河岸-恒水位工况。(4)使用BSTEM模型模拟了荆江典型断面的崩岸情况,并计算了河岸稳定性,定量分析了干湿交替条件与安全系数的关系。结果显示,荆61断面左岸和北门口断面右岸在2013年的模拟崩退程度与实测结果基本符合;无论是上荆江还是下荆江,在枯水期,河岸的安全系数较大、稳定性较高,属于崩岸较弱的阶段;在涨水期河岸较为稳定,但仍有崩岸发生;而河岸在洪水期和退水期时的安全系数较小,河岸稳定性较低,伴随持续崩塌,属于崩岸强烈阶段。干湿交替情况下,安全系数F_s值随含水率ω的增大,先增大、后减小,与黏聚力值随含水率变化关系相契合,并且与黏聚力值成一次函数正相关。因此,河岸安全系数值的大小主要受土体黏聚力值的影响。并提出荆61断面的黏聚力c与安全系数F_s关系式和北门口断面的黏聚力c与安全系数F_s关系式。因此,当测得土体含水率时,可以通过以上定量关系式,计算该断面河岸的安全系数,进而判断河岸稳定情况。