[發明專利]基于圖解試算法的土巖結合邊坡穩定分析方法

有效

• 申請號: 202010787587.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111914330B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 張興其;張乾坤;嚴中;潘磊;谷永濤
• 申請（專利權）人: 合肥市市政設計研究總院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 上海知義律師事務所 31304
• 代理人: 劉峰

1.基于圖解試算法的土巖結合邊坡穩定分析方法；步驟如下：

步驟1、從待分析的土巖結合邊坡的下部巖體的坡腳起，對整個邊坡采用極限平衡法進行分析，分別計算平面滑動面傾角為10°、20°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、75°、80°，以及45°+φ/2的情況下的安全系數Fs，計為Fs_10°、Fs_20°、Fs_30°、Fs_35°、Fs_40°、Fs_45°、Fs_50°、Fs_60°、Fs_70°、Fs_75°、Fs_80°，以及Fs_45°+φ/2，其中φ為巖質邊坡的內摩擦角，將上述計算得到的安全系數取最小值，計為安全系數Fs1，Fs1對應傾角計為α；

步驟2、對所述待分析的土巖結合邊坡的上部土體假定圓弧滑動面采用條分法搜索最不利圓弧滑動面；對所述最不利圓弧滑動面范圍的各土條進行靜力平衡分析，得到各土條的下滑力，其中第i土條在x、y方向的下滑力的分量Exi、Eyi，第i土條重量G_土i、相鄰土條對第i土條的作用力F_i、F_i-1,圓弧滑動面對土條的阻滑力Ti；

步驟3、對下部巖體以最不利傾角α作出最不利平面滑動面；以所述最不利平面滑動面，傾角α，分離的巖體為獨立巖體，將該巖體正上方所包含的土條下滑力的總和，即Ex＝∑Exi、Ey＝∑Eyi，i＝1,2…n作為外荷載，將獨立巖體重量G_巖、Ex、Ey，對與傾角α的平面滑動面平行的方向投影，求得合力即為滑動力，平面滑動面的阻滑力T與上述計算滑動力的比值即為該最不利平面滑動面的安全系數Fs2，巖體對應的平面傾角仍為α；

步驟4、從坡腳對上述上部土體的最不利圓弧滑動面作切平面，切平面傾角β，與上述最不利圓弧滑動面組成最不利復合滑動面，以最不利復合滑動面分離的巖土體為土巖獨立體；對復合滑動面圓弧段各土條進行靜力平衡分析，得到各土條下滑力沿傾角β的切平面切向合力Ex和法向合力Ey；

對復合滑動面直線段，將上述下滑力合力Ex”、Ey”作為外荷載，將復合滑動面直線段土巖獨立體重量G_土、G_巖、Ex”、Ey”，對與傾角β的平面滑動面平行的方向投影，求得合力即為滑動力，平面滑動面的阻滑力T與上述計算滑動力的比值即為該最不利平面滑動面的安全系數Fs3，巖體對應的平面傾角為β；

步驟5、取所述安全系數Fs1、所述安全系數Fs2、所述安全系數Fs3的最小值作為所述土巖結合邊坡的最終安全系數Fsmin，與所述最終安全系數Fsmin對應的最不利傾角α或β對應的平面滑動面即為最終最不利平面滑動面。

2.根據權利要求1所述的基于圖解試算法的土巖結合邊坡穩定分析方法，其特征在于，所述上部土體的幾何參數包括上部土質邊坡的坡高H_土和上部土質邊坡的坡比i_土；

所述上部土體的物理力學參數包括上部土質邊坡的粘聚力c_土和上部土質邊坡的內摩擦角φ_土。

3.根據權利要求1所述的基于圖解試算法的土巖結合邊坡穩定分析方法，其特征在于，所述下部巖體的幾何參數包括下部巖質邊坡的坡高H_巖和下部巖質邊坡的坡比i_巖；

所述下部巖體的物理力學參數包括下部巖質邊坡的粘聚力c_巖和下部巖質邊坡的內摩擦角φ_巖。