[發明專利]一種反傾邊坡穩定性評價的方法

無效

• 申請號: 200910061541.4
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101858829A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 劉才華;陳從新
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及巖土工程邊坡地質災害評估技術領域，更具體涉及一種反傾邊坡穩定性評價的方法，主要利用反傾邊坡幾何邊界條件與結構面強度參數來表述力學分析過程中所涉及的物理量來實現邊坡傾倒穩定性評估的快速智能化分析的目標。

背景技術

傾倒破壞是一種典型的巖質邊坡失穩模式，大量存在于各種巖土工程如水利水電、高速公路以及露天礦開采等，近幾十年來受到巖土工程界的廣泛重視。傾倒破壞類型巖質邊坡的地質特點是存在一組與邊坡走向近似、插入坡內的主控裂隙組如層理、頁理等，以及與主控裂隙組成大角度相交的橫向裂隙組，裂隙組與邊坡產狀間的相互關系以及裂隙組自身強度參數決定邊坡的破壞類型。

目前，反傾邊坡的穩定性評價一般運用基于極限平衡原理對組成邊坡的巖塊進行傾倒破壞的逐步分析方法，該方法把反傾邊坡看作是受正交裂隙組切割的有限多個巖塊組成的離散集合體，采用靜力學的理論對邊坡巖塊從上到下進行穩定分析，為反傾邊坡穩定性評價方法的發展奠定了理論基礎。但是，該方法在實際工程應用中存在一些局限性，例如在許多情況下，構成塊體的切割裂隙組往往并不相互垂直而是斜交的；同時，塊體厚度相對于邊坡高度很小，導致邊坡包含的塊體眾多，采用該方法進行傾倒穩定性分析時效率相當低下而且容易出錯。因此，建立一種根據邊坡地質力學邊界條件的方便、快速的邊坡穩定性分析方法，無疑對邊坡穩定性分析理論的發展和工程應用具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種反傾邊坡穩定性評價的方法，其根本特點在于建立了基于邊坡幾何力學邊界條件基礎上的傾倒邊坡穩定性分析模型，并將傾倒穩定性分析拓展到構成反傾邊坡的裂隙組斜交的情況；本發明提出的一種反傾邊坡穩定性評價的方法計算簡單、概念明確、結果準確，克服了現有計算方法要么計算過程煩瑣冗長要么只能給出近似的評價結果的缺點；用本發明所述之方法特別適用于編制基于匯編語言或Microsoft?Excel的分析軟件或程序以實現對反傾邊坡穩定性的快速智能化分析，具有很好的應用發展前景。

本發明的技術方案是：一種反傾邊坡傾倒穩定性評價方法，包括以下步驟：

第一步：輸入邊坡幾何力學參數(S1)

坡面傾角(β_s)21、自然地面傾角(β_g)22、潛在破壞面傾角(θ)23、陡傾結構面傾角(β_j)24、橫切結構面傾角(β_b)25、邊坡高度(H)26、巖塊厚度(t)27、邊坡巖體重度巖塊(γ)以及陡傾結構面摩擦角和橫切結構面摩擦角以及邊坡安全系數(F_s)(各傾角、邊坡高度、巖塊厚度、巖體重度、結構面摩擦角由邊坡工程地質勘察確定，邊坡安全系數根據邊坡工程的重要性由相關規范確定)。

第二步：中間參數計算(S2)

2.1、輔助參數計算：

邊坡坡面與陡傾結構面法線之夾角：β_sr＝β_s+β_j-90°；

自然地面與陡傾結構面法線之夾角：β_gr＝β_g+β_j-90°；

潛在破壞面與陡傾結構面法線之夾角：θ_r＝θ+β_j-90°；

橫切結構面與陡傾結構面法線之夾角：β_br＝β_b+β_j-90°；

A_s＝tanβ_sr-tanθ_r

A_g＝tanβ_gr-tanθ_r

2.2、強度參數折減

邊坡工程一般采用超載法或強度折減法來實現邊坡安全儲備，本發明采用強度折減法，折減后的強度參數如下：

φd=arctan(tanφd0/Fs)]]>