[發(fā)明專(zhuān)利]基于簡(jiǎn)化Bishop法的圓弧型凹坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910909896.8
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110689970B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈志平;姜鵬;余能彬;朱軍;陳德茂;吳斌;付君宜;劉慧;靳顏寧;王鴻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司;中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)
• 主分類(lèi)號(hào): G16Z99/00
• 分類(lèi)號(hào): G16Z99/00
• 代理公司: 北京安瑞克專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11902
• 代理人: 焦麗

本發(fā)明公開(kāi)了基于簡(jiǎn)化Bishop法的兩側(cè)存在過(guò)弧心軸且可提供法向剛性約束和切向摩擦的約束平面的圓弧型凹坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法。其實(shí)施過(guò)程如下：將圓弧型凹坡分為若干圓弧型條塊，獲取每個(gè)圓弧型條塊的重力W_i、滑面面積A_1i；獲取圓弧型凹坡與約束平面接觸面上每個(gè)圓弧型條塊接觸面面積A_2i、滑面傾角θ_i；通過(guò)下列公式迭代計(jì)算邊坡安全系數(shù)F_s；考慮圓弧型凹坡、凹坡的拱效應(yīng)及邊坡與兩側(cè)約束的摩擦對(duì)簡(jiǎn)化Bishop法引入新的假定進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的簡(jiǎn)化Bishop法可以用于評(píng)價(jià)圓弧型凹坡的穩(wěn)定性，且計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，為圓弧型凹坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供了一種計(jì)算結(jié)果更為合理的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，尤其涉及基于簡(jiǎn)化Bishop法的圓弧型凹坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

在山區(qū)工程建設(shè)中，不可避免遇到邊坡穩(wěn)定性分析，且邊坡形式多種多樣，按水平面內(nèi)形狀，可將其分為凸形、凹形和直線(xiàn)形。針對(duì)直線(xiàn)形中的長(zhǎng)直邊坡，其橫向剖切單元符合平面應(yīng)變假設(shè)，現(xiàn)有的規(guī)范中采用二維極限平衡法分析其穩(wěn)定性較為合理。對(duì)于平面內(nèi)形狀為凸形、凹形的邊坡，邊坡的水平空間形狀發(fā)生改變，不再完全符合平面應(yīng)變假定，直接采用二維極限平衡法分析其穩(wěn)定性并不合理。其中，對(duì)于圓弧型凹坡這種空間效應(yīng)顯著的邊坡，選用合理的評(píng)價(jià)方法是邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中需要解決的問(wèn)題。

本發(fā)明以目前工程中常用的二維極限平衡分析方法簡(jiǎn)化Bishop法為基礎(chǔ)，通過(guò)考慮圓弧型凹坡的拱效應(yīng)和邊坡與兩側(cè)約束的摩擦，將簡(jiǎn)化Bishop法進(jìn)行修正以適用于三維圓弧型凹坡，使計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是：提供基于簡(jiǎn)化Bishop法的圓弧型凹坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，以解決現(xiàn)有二維極限平衡法在圓弧型凹坡穩(wěn)定性方面的不足。

基于簡(jiǎn)化Bishop法的圓弧型凹坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，其實(shí)施過(guò)程如下：

步驟一：將圓弧型凹坡分為若干圓弧型條塊，獲取每個(gè)圓弧型條塊的重力W_i、滑面面積A_1i；

步驟二：獲取圓弧型凹坡與約束平面接觸面上每個(gè)圓弧型條塊接觸面面積A_2i、滑面傾角θ_i；

步驟二：通過(guò)下列公式迭代計(jì)算邊坡安全系數(shù)F_s；

公式中，c_1i為第i個(gè)圓弧型條塊土體的粘聚力；為第i個(gè)圓弧型條塊土體的內(nèi)摩擦角；c_2i為第i個(gè)圓弧型條塊與兩側(cè)約束平面的接觸面粘聚力；為第i個(gè)圓弧型條塊與兩側(cè)約束平面的接觸面內(nèi)摩擦角；σ_ci為第i個(gè)圓弧型條塊土體的強(qiáng)度摩爾庫(kù)倫包絡(luò)線(xiàn)上，當(dāng)小主應(yīng)力為0時(shí)，被軸向壓壞的土體內(nèi)部的大主應(yīng)力為滑體的抗壓強(qiáng)度；T_i為第i個(gè)圓弧型條塊軸向力產(chǎn)生的抗滑力；R_i為第i個(gè)圓弧型條塊軸向力產(chǎn)生的抗滑力T_i到圓弧滑面圓心的力矩；T_iN為第i個(gè)圓弧型條塊與側(cè)面約束摩擦產(chǎn)生的抗滑剪力；R_iN為第i個(gè)圓弧型滑塊與側(cè)面約束產(chǎn)生的抗滑力T_iN到圓弧滑面圓心的力矩；R為圓弧滑面半徑；α為圓弧形邊坡所對(duì)應(yīng)的弧心角，用弧度表示。