[发明专利]一种台风暴雨型浅层滑坡安全系数计算方法

权利要求书

1.一种台风暴雨型浅层滑坡安全系数计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、通过收集勘查报告资料，或通过调查、试验，获取滑坡的计算参数；

B、根据气象预报，获取台风风级、雨强及持续时间参数；

C、明确树木的平均间距，计算斜坡开裂深度；

D、计算斜坡的入渗放大系数；

E、计算台风暴雨型浅层滑坡的安全系数，

其中台风暴雨型浅层滑坡安全系数的计算原理：

滑坡的安全系数由随时间改变的可变安全系数FS′和不随时间改变的不变安全系数FS0组成，由公式(1)计算：

FS(Z,t)＝FS0(Z)+FS′(Z,t) (1)

式中，FS(Z,t)为滑坡的安全系数，FS0(Z)为不随时间改变的不变安全系数，FS′(Z,t)为随时间改变的可变安全系数；

不随时间改变的不变安全系数FS0由公式(2)计算：

式中，FS0(Z)为不随时间改变的不变安全系数，是土体内摩擦角，α为斜坡坡度角，c是土体粘聚力，ψ0(Z)为稳定基质势分布，是在未考虑降雨条件下计算的初始含水率下边坡的稳定渗流情况所对应的基质势分布，γw是水的容重，γs是土体容重，Z为土层竖直厚度；

随时间改变的可变安全系数FS′(Z,t)由公式(3)计算：

式中，FS′(Z,t)为随时间改变的可变安全系数，γw是水的容重，γs是土体容重，是土体内摩擦角，α为斜坡坡度角，IZ为降雨强度，KZ为垂直饱和渗透系数，m为入渗放大系数，R(t*)为基质势响应函数，t*为标准化后的计算时间，T*为标准化后的降雨时间；

基质势响应函数R(t*)，由公式(4)计算：

R ( t * ) = t * / π exp ( - 1 / t * ) - e r f c ( 1 / t * ) - - - ( 4 ) ]]>

t * = t · 4 D 0 cos 2 α Z 2 - - - ( 5 ) ]]>

T * = T · 4 D 0 cos 2 α Z 2 - - - ( 6 ) ]]>

式中，t是时间，D0为土壤最大的基质势扩散能力，α是斜坡坡度角，0≤α≤90°，Z为土层竖直厚度，T是降雨持续时间；

入渗放大系数m利用公式(7)计算：

m = ( 1 + 0.29 h 1 ) ( 1 + 1.63 e - 0.28 h 2 ) - - - ( 7 ) ]]>

式中，h1为裂隙深度；h2为树木平均间距，可现场调查或收集资料获取；

根据前期的研究，一般土体的裂隙深度h1可由公式(8)计算：

h1＝-0.02w2+0.6w-3.27 (8)

式中，w为风级，取8～13，可根据气象部门的预报确定。

2.如权利要求1所述的台风暴雨型浅层滑坡安全系数计算方法，其特征在于：具体为：引入入渗放大系数的概念体现台风风荷载对斜坡入渗的影响，入渗放大系数与斜坡上树木的间距及树木在风荷载的作用下导致斜坡体产生裂缝的深度有关，计算模型采用分布式水文-力学耦合预测模型，通过调查、收集资料或试验的方法，获取斜坡的地形参数、岩土体力学参数、渗透系数、树木的间距，可计算出台风暴雨型浅层滑坡的安全系数，由于考虑了台风风荷载对雨水入渗的放大效应，使计算结果更加合理。