[發明專利]一種中間橋支擋效應下的邊坡穩定性評價方法

在審

• 申請號: 202111113497.4
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113804617A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 王東;梁祖超;李廣賀;李雪健;周志偉;張巖;王艷婷;劉金堯;賀開
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種中間橋支擋效應下的邊坡穩定性評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據中間橋對邊坡的支擋效應的二維分析，得到中間橋各個區域的等效黏聚力、等效內摩擦角或等效內摩擦系數；

步驟2：將各個區域等效后的抗剪強度參數引入到剩余推力法中，建立中間橋支擋效應下邊坡穩定性的二維計算方法，包括如下步驟：

步驟2.1：假設滑坡模式為圓弧-基底組合滑動，為了保證計算精度，在中間橋附近條塊需要加密，邊坡臺階拐點處、滑面與巖層相交處需要單獨劃分條塊；由于圓弧滑面上部條塊與基底滑面上部條塊的底面傾角不同，因此將滑體進行垂直條塊劃分，整個滑體共劃分成n個垂直條塊，其中圓弧滑面上部滑體共劃分為k個垂直條塊，則基底上部滑體共劃分為n-k個垂直條塊；

步驟2.2：對圓弧滑面上部垂直條塊的剩余推力進行分析，計算圓弧滑面上部滑體中各個條塊的剩余推力D₁,D₂,…,D_k；

步驟2.3：將基底上部滑體的n-k個垂直條塊再分成不含中間橋的部分，共u個垂直條塊，則含中間橋的部分為n-k-u個垂直條塊；

步驟2.4：對基底上部滑體中不含中間橋的垂直條塊的剩余推力進行分析，計算基底上部滑體中不含中間橋滑體中各個條塊的剩余推力D_k+1,D_k+2,..,D_k+u；

步驟2.5：將基底上部滑體含中間橋的部分的n-k-u個垂直條塊再按中間橋對邊坡的支擋效應的二維分析中的劃分方法將含中間橋的部分劃分為三個區域，分別為Ⅰ區、Ⅱ區和Ⅲ區，其中Ⅰ區分為s個垂直條塊，Ⅱ區分為q個垂直條塊，則Ⅲ區分為n-k-u-s-q個垂直條塊；

步驟2.6：對Ⅰ區滑體垂直條塊的剩余推力進行分析，計算Ⅰ區滑體中各個條塊的剩余推力D_k+u+1,D_k+u+2,…,D_k+u+s；

步驟2.7：對Ⅱ區滑體垂直條塊的剩余推力進行分析，計算Ⅱ區滑體中各個條塊的剩余推力D_k+u+s+1,D_k+u+s+2,…,D_k+u+s+q；

步驟2.8：對Ⅲ區滑體垂直條塊的剩余推力進行分析，計算Ⅲ區滑體中各個條塊的剩余推力D_k+u+s+q+1,D_k+u+s+q+2,…,D_n；

步驟2.9：通過調整滑面位置，重新調整折減系數F，使最下條塊D_n＝0，最小折減系數F_min則為最危險滑面對應的穩定性系數，即為邊坡穩定性系數F_s。

2.根據權利要求1所述的一種中間橋支擋效應下的邊坡穩定性評價方法，其特征在于：所述步驟1的過程如下：

步驟1.1：對中間橋進行力學分析，得出中間橋對邊坡支擋效應的實質是一剪切反力，其決定因素是中間橋的底界面的抗剪力；結合工程地質資料，構建出具有空間形態參數的中間橋三維模型；

步驟1.2：根據構建的中間橋三維模型，沿著邊坡傾向切割剖面，得到邊坡截面的幾何形態；

步驟1.3：根據邊坡截面的幾何形態，在中間橋三維模型的垂直方向上劃分出三個區域，其中，區域Ⅰ由中間橋部分的兩個錐體、一個以直角三角形為截面的柱體和非工作幫部分的一個以直角三角形為截面的柱體組成，區域Ⅱ為中間橋部分的以梯形為截面的柱體，區域Ⅲ由中間橋部分的兩個錐體和一個以直角三角形為截面的柱體組成；

步驟1.4：分別求出各區域的體積，記為V_Ⅰ、V_Ⅱ和V_Ⅲ，并且根據摩爾-庫倫強度準則求出各個區域的抗滑力，記為T_Ⅰ、T_Ⅱ和T_Ⅲ；

步驟1.5：由于中間橋的支擋效應為底界面的抗剪力，而采用二維剛體極限平衡法時，支擋效應是由貫通整個采坑底界面的抗剪力來提供，因此，將中間橋底界面的抗剪力等效成貫通整個采坑底界面的抗剪力，來實現三維支擋效應的二維等效；即通過合并各區域的抗滑力與對應區域等效抗滑力的數學表達式中的同類項，求出每個區域的等效黏聚力、等效內摩擦角或等效內摩擦系數。