[發明專利]一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法

有效

• 申請號: 202010031928.1
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111259473B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 黃濤;沈保根;徐啟文
• 申請（專利權）人: 安徽省交通勘察設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

1.一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：根據地質勘察報告，制作相應岸坡剖面的岸坡坡體二維模型；

步驟2：根據土體分層情況，在岸坡坡體二維模型輸入土體參數，建立岸坡土體模型；

步驟3：在岸坡土體模型基礎上對每層土體進行有限元網格劃分，根據水位邊界條件計算岸坡有限元模型坡體內滲流場浸潤線位置，計算岸坡有限元模型初始地應力場；

步驟4：根據計算工況定義荷載，計算有效應力的重新分布；

步驟5：根據岸坡有限元有效應力場數據，求取滑動位置；所述步驟5中，岸坡滑動位置確定，具體包括以下步驟：

步驟5-1：根據有限元應力場，求取坡頂剪應力分布曲線；

步驟5-2：取剪應力最大的點P，獲取該有限元單元編號M；

步驟5-3：根據有限元單元各方向正應力和剪應力，求取主應力和方向；

步驟5-4：由主應力和方向計算該單元剪切面位置；

步驟5-5：由5-2中的點P，向5-4計算出的方向延伸，與相鄰有限元單元M1相交于P1；

步驟5-6：如P1為邊界線段上一點，則終止；否則記錄線段PP1，令M=M1，P=P1，轉5-3；

步驟6：根據滑動位置，利用有限元極限平衡法計算坡體安全系數；

步驟7：跟據滑動位置，利用靜力極限平衡法計算坡體安全系數；

步驟8：綜合上述計算結果，得到坡體安全系數。

2.根據權利要求1中所述的一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法，其特征在于：所述步驟1中，岸坡坡體二維模型的土體分層信息存儲于標準的DWG文件格式中，如果為柵格圖形形式，需要進行數字化處理，獲取剖面分割線。

3.根據權利要求1中所述的一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法，其特征在于：所述步驟2中，有限元單元網格以四邊形網格為主，不規則邊界輔助以三角形網格。

4.根據權利要求1中所述的一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法，其特征在于：所述步驟3中，岸坡土體參數的主要包括土體的重度、壓縮模量、滲透系數，內摩擦角，各層土體的參數保持一致；設置水位作為邊界條件，包括施工期水位，常水位和洪水水位工況。

5.根據權利要求1中所述的一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法，其特征在于：所述步驟6，7中，安全系數計算均采用有效應力法。

6.根據權利要求1中所述的一種基于混合極限平衡法的涉水岸坡安全系數計算方法，其特征在于：所述步驟8中，岸坡安全系數取靜力法和有限元法計算結果較小值。