[發明專利]一種加筋邊坡穩定性分析方法

在審

• 申請號: 201510764511.5
• 申請日: 2015-11-10
• 公開（公告）號: CN105332381A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 宋飛;孟亞會;馬立秋;張魯渝;張建華;陳如意;曹更任;王凱
• 申請（專利權）人: 長安大學;貴州電力工程建設監理公司
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20
• 代理公司: 成都元信知識產權代理有限公司 51234
• 代理人: 宋錦宏

1.一種加筋邊坡穩定性分析方法，所述邊坡中設置有多個拉筋帶，其特征在于，包括以下步驟：

1)確定邊坡的幾何尺寸和邊坡的滑動面，用方程表示邊坡的滑動面；確定邊坡土體參數包括土的粘聚力c和內摩擦角

2)將邊坡離散為n個垂直土條，在劃分土條時以拉筋帶與滑動面的交點作為土條底線的中點，然后向兩側依次劃分土條，并自動將各拉筋帶與滑動面的交點作為各土條底邊的中點；

3)確定土條底邊拉筋帶對土條所提供的抗滑力T，其中拉筋帶提供的安全抗滑力為t_m；拉筋帶的抗拉強度為T_a；當t_m＜T_a時，T＝t_m，當t_m＞T_a時，T＝T_a；

其中，k為和拉筋帶與土體接觸面上摩擦力有關的系數；γ為填土容重，為拉筋帶埋入穩定土體內部上覆土柱的平均高度，p為邊坡坡面的上覆荷載，l_e為拉筋帶在穩定土體中的長度；F_g為拉筋帶抗滑力安全系數；

4)以拉筋帶提供的抗滑力為基礎，建立土條的力平衡方程、力矩平衡方程及約束條件；

土條的力平衡方程：

式(1)中：

土條的力矩平衡方程：

hRi=ZLiZRicosθRi[hLicosθLi-bi2(cosθLitanαi-sinθLi)]+bi2(tanθRi-tanαi)+plihicos(αi-βi)cosαi[tanαi-tan(αi-βi)]ZRicosθRi---(2)]]>

其中,i＝1,...n；Z_Li和Z_Ri分別為第i個土條左側和右側的條間力；h_Li和h_Ri分別為Z_Li和Z_Ri的作用點的位置；W_i為第i個土條的重力；l_i為第i個土條底邊的長度；T_i為第i個土條底邊拉筋帶提供的抗滑力；h_i為第i個土條的高度；b_i為第i個土條的寬度；η_i為第i個土條底邊拉筋帶發揮的抗滑力與水平方向的夾角；β_i為第i個土條頂面與水平面的夾角；θ_Li和θ_Ri分別為第i個土條左側條間力和右側條間力與水平方向的夾角；α_i為第i個土條底邊與水平面的夾角；

建立與條間力傾角θ相關的約束條件：

θ＝λf(x)(3)

5)根據加筋邊坡的不平衡推力傳遞法確定迭代初值和λ值，根據

分別對式(1)、(2)和(3)進行迭代求解，得到分別滿足力平衡方程和力矩平衡方程的力平衡點(λ，F_f)和力矩平衡點(λ，F_m)；其中：τ_mi為第i個土條底邊發揮的抗剪力；N_i為第i個土條底邊的法向力；F_f為力平衡對應的安全系數；F_m為力矩平衡對應的安全系數；

6)在滿足θ＝λf(x)＜90的條件下，取不同的λ值，按步驟5)分別求解，得到一系列力平衡點(λ，F_f)和力矩平衡點(λ，F_m)，繪制力平衡曲線和力矩平衡曲線，力平衡曲線與力矩平衡曲線交點的縱坐標即為邊坡的安全系數。