[发明专利]一种反倾边坡稳定性评价的方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程边坡地质灾害评估技术领域，更具体涉及一种反倾边坡稳定性评价的方法，主要利用反倾边坡几何边界条件与结构面强度参数来表述力学分析过程中所涉及的物理量来实现边坡倾倒稳定性评估的快速智能化分析的目标。

背景技术

倾倒破坏是一种典型的岩质边坡失稳模式，大量存在于各种岩土工程如水利水电、高速公路以及露天矿开采等，近几十年来受到岩土工程界的广泛重视。倾倒破坏类型岩质边坡的地质特点是存在一组与边坡走向近似、插入坡内的主控裂隙组如层理、页理等，以及与主控裂隙组成大角度相交的横向裂隙组，裂隙组与边坡产状间的相互关系以及裂隙组自身强度参数决定边坡的破坏类型。

目前，反倾边坡的稳定性评价一般运用基于极限平衡原理对组成边坡的岩块进行倾倒破坏的逐步分析方法，该方法把反倾边坡看作是受正交裂隙组切割的有限多个岩块组成的离散集合体，采用静力学的理论对边坡岩块从上到下进行稳定分析，为反倾边坡稳定性评价方法的发展奠定了理论基础。但是，该方法在实际工程应用中存在一些局限性，例如在许多情况下，构成块体的切割裂隙组往往并不相互垂直而是斜交的；同时，块体厚度相对于边坡高度很小，导致边坡包含的块体众多，采用该方法进行倾倒稳定性分析时效率相当低下而且容易出错。因此，建立一种根据边坡地质力学边界条件的方便、快速的边坡稳定性分析方法，无疑对边坡稳定性分析理论的发展和工程应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种反倾边坡稳定性评价的方法，其根本特点在于建立了基于边坡几何力学边界条件基础上的倾倒边坡稳定性分析模型，并将倾倒稳定性分析拓展到构成反倾边坡的裂隙组斜交的情况；本发明提出的一种反倾边坡稳定性评价的方法计算简单、概念明确、结果准确，克服了现有计算方法要么计算过程烦琐冗长要么只能给出近似的评价结果的缺点；用本发明所述之方法特别适用于编制基于汇编语言或Microsoft Excel的分析软件或程序以实现对反倾边坡稳定性的快速智能化分析，具有很好的应用发展前景。

本发明的技术方案是：一种反倾边坡倾倒稳定性评价方法，包括以下步骤：

第一步：输入边坡几何力学参数(S1)

坡面倾角(β_s)21、自然地面倾角(β_g)22、潜在破坏面倾角(θ)23、陡倾结构面倾角(β_j)24、横切结构面倾角(β_b)25、边坡高度(H)26、岩块厚度(t)27、边坡岩体重度岩块(γ)以及陡倾结构面摩擦角和横切结构面摩擦角以及边坡安全系数(F_s)(各倾角、边坡高度、岩块厚度、岩体重度、结构面摩擦角由边坡工程地质勘察确定，边坡安全系数根据边坡工程的重要性由相关规范确定)。

第二步：中间参数计算(S2)

2.1、辅助参数计算：

边坡坡面与陡倾结构面法线之夹角：β_sr＝β_s+β_j-90°；

自然地面与陡倾结构面法线之夹角：β_gr＝β_g+β_j-90°；

潜在破坏面与陡倾结构面法线之夹角：θ_r＝θ+β_j-90°；

横切结构面与陡倾结构面法线之夹角：β_br＝β_b+β_j-90°；

A_s＝tanβ_sr-tanθ_r

A_g＝tanβ_gr-tanθ_r

2.2、强度参数折减

边坡工程一般采用超载法或强度折减法来实现边坡安全储备，本发明采用强度折减法，折减后的强度参数如下：

φd=arctan(tanφd0/Fs)]]>