[發明專利]基于應變軟化剪切本構模型和位移變化的結構面控制邊坡穩定性動態評價方法

有效

• 申請號: 201810514922.2
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108920754B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 王俊杰;趙天龍;付長靜;柴賀軍
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E02D17/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.基于應變軟化剪切本構模型和位移變化的結構面控制邊坡穩定性動態評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對待評價結構面控制邊坡進行滑坡調查；

2)以開挖卸除荷載作為邊坡變形的啟動力，對待評價邊坡的潛在滑體進行受力分析；

3)建立考慮應變軟化的結構面抗滑力計算模型；應變軟化剪切本構方程為：

式中，F_R為結構面提供的抗滑力，kN；k為剪切剛度，Pa/m；L為結構面滑動長度，m；u為潛在滑體位移，m；u^*和b根據巖體結構面直剪試驗結果確定；u^*為特征位移，m；b為無量綱參量的方程系數；

4)通過式(2)計算由開挖引起的潛在滑體臨空面卸除荷載；

式中，F＇為潛在滑體臨空面卸除荷載，kN；W為潛在滑體自重，kN；L為結構面滑動長度，m；β為結構面傾角，°；c為軟弱結構面黏聚力，Pa；為結構面內摩擦角，°；

5)坡角開挖卸除荷載F′時，潛在滑體的應力狀態變化；確定開挖卸荷條件下的結構面剪切本構方程如式(3)所示；

式中，F_R′為開挖卸荷條件下的抗滑力，kN；k為剪切剛度，Pa/m；L為結構面滑動長度，m；u為潛在滑體位移，m；u₀為潛在滑體起始位移，m；u^*和b根據巖體結構面直剪試驗結果確定；u^*為特征位移，m；b為無量綱參量的方程系數；

6)構建結構面控制邊坡坡體運動方程；

7)計算潛在滑體的位移過程曲線；

8)將現場變形監測資料與潛在滑體位移過程曲線進行對比分析，對待評價結構面控制邊坡的位移發展趨勢進行判別；

9)根據潛在滑體計算位移的收斂性，對待評價結構面控制邊坡的長期穩定性進行預測。

2.根據權利要求1所述的基于應變軟化剪切本構模型和位移變化的結構面控制邊坡穩定性動態評價方法，其特征在于：步驟1)中所述滑坡調查包括確定滑坡區域范圍，采集并匯總滑坡變形特征數據和水文及地質工程條件數據。

3.根據權利要求2所述的基于應變軟化剪切本構模型和位移變化的結構面控制邊坡穩定性動態評價方法，其特征在于：所述水文及地質工程條件包括地質地貌數據、巖土物理與力學性能數據、地應力數據、氣象水文數據，以及邊坡附近的施工作業數據。

4.根據權利要求1所述的基于應變軟化剪切本構模型和位移變化的結構面控制邊坡穩定性動態評價方法，其特征在于：潛在滑體的自重如式(4)所示：

式中，γ為潛在滑體的巖體重度，N/m³；h為張裂隙深度，m；L為結構面滑動長度，m；β為結構面傾角，°；α為待評價結構面控制邊坡坡面傾角，°。