[發明專利]一種邊坡滑動面積的評估方法

有效

• 申請號: 201910242912.2
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109977554B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 褚雪松;李亮;翟明;袁長豐;于廣明
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 朱昀

本發明屬于邊坡穩定評價與災害防治技術領域，涉及一種邊坡滑動面積的評估方法，首先計算邊坡最小安全系數對應的初始滑動面及其對應的初始滑動面積與初始自重；然后對邊坡進行可能滑動區域覆蓋，隨機產生若干數量的可行滑動面模擬邊坡可能滑動區域，計算可行滑動面的次生安全系數；最后將次生安全系數≤1的可行滑動面視為次生失效滑動面，接著逐一計算每一個次生失效滑動面的面積，并將所有次生失效滑動面積與初始滑動面積進行無重復累加，最后利用該累加值評估邊坡滑動面積。本發明計算得到的邊坡滑動面積誤差值較小，并能夠利用該邊坡滑動面積初步評價邊坡滑動帶來的后果。

技術領域

本發明屬于邊坡穩定評價與災害防治技術領域，涉及一種邊坡滑動面積的評估方法，特別涉及一種考慮邊坡最小安全系數滑動面對邊坡整體滑動區域折減效應的計算方法。

背景技術

滑坡，即邊坡滑動或者失穩給我國帶來巨大災害。作為一種常見的危險源之一，邊坡滑動時，伴隨一定面積的巖土體自高處向低處流動，造成財產損失或人員傷亡。譬如在2019年3月15日18點10分左右，山西省鄉寧縣發生山體滑坡，滑坡致使樓房坍塌，造成人員傷亡和失聯。因此，為了評估邊坡失穩可能導致的后果從而有針對性地進行災害防治，如何確定邊坡滑動面積就顯得尤為重要。

在邊坡穩定評價與災害防治領域，廣泛采用極限平衡方法、有限元強度折減法以及極限分析方法等技術手段進行邊坡最小安全系數的搜索，并利用其對應的滑動面來評估邊坡滑動面積。然而，工程實踐和理論研究均表明，極限平衡方法、有限元強度折減方法和極限分析方法所得到的邊坡滑動面僅僅代表了邊坡失穩霎時的起始滑動面，僅用該起始滑動面作為邊坡整體滑動面與滑坡監測得到的最終整體滑動面存在不同程度的差別，從而導致邊坡滑動面積確定存在誤差，這種誤差對邊坡災害評價與防治產生不利影響。因此目前亟需一種能夠相對合理并且切實有效的新方法來確定邊坡滑動面積。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求一種邊坡滑動面積的評估方法，計算得到的邊坡滑動面積誤差值較小，并能夠利用該邊坡滑動面積初步評價邊坡滑動帶來的后果。

為了達到上述目的，本發明提供一種邊坡滑動面積的評估方法，包括以下步驟：

(1)計算邊坡最小安全系數對應的初始滑動面及其對應的初始滑動面積與初始自重；

(2)對邊坡進行可能滑動區域覆蓋，隨機產生若干數量的可行滑動面模擬邊坡可能滑動區域，計算可行滑動面的次生安全系數；

(3)將次生安全系數≤1的可行滑動面視為次生失效滑動面，接著逐一計算每一個次生失效滑動面的面積，并將所有次生失效滑動面積與初始滑動面積進行無重復累加，最后利用該累加值評估邊坡滑動面積。

其中，優選方案如下：

所述步驟(1)的實現過程如下：

對邊坡進行離散化，將邊坡的區域劃分成若干個單元，分別計算每個單元形心點坐標x_i,y_i,以及單元面積a_i，單元覆蓋狀態變量I_i＝0，i＝1,2,3……,P,P為單元總個數，邊坡滑動面積A＝0；

利用常規極限平衡方法中的簡化畢曉普法計算擬研究邊坡的最小安全系數，得到其相應的初始滑動面S₀，其初始滑動面積為A₀，滑動區域土體自重為W₀；記邊坡滑動面積A＝A₀，若某單元的形心點(x_i,y_i)位于S₀之上，則更新單元覆蓋狀態變量I_i＝1。

所述邊坡的區域劃分為若干個三角形單元和若干個四邊形單元的組合區域。

所述步驟(2)的實現過程如下：