[发明专利]一种边坡失稳机制判定方法

权利要求书

1.一种边坡失稳机制判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)建立所述边坡的三维数值分析模型

(2)确定失稳临界位移值S_F

利用强度折减法确定出所述边坡的滑面位移值S_min；

在待判定边坡的剖面上设置多个监测点，确定不同折减系数i条件下各监测点k的位移S_ki以及位移增量ΔS_ki＝S_ki-S_k(i-1)；其中，i-1为与所述折减系数i相邻的、且比i小的折减系数；

若存在监测点k满足ΔS_ki≥ΔS_k(i-1)+ΔS_k(i-2)，则确定临界折减系数i_F＝i；其中，i-2为与所述折减系数i间隔1个折减系数、且比i小的折减系数；

若监测点k满足则监测点k为滑体监测点k’；其中，i_m＝max(i)，即最大折减系数；

根据滑体监测点k’，确定临界位移值

(3)确定不同折减系数条件下边坡的稳定性云图

利用所述步骤(2)确定的临界位移值S_F以及所述模型计算出的边坡内任意点a的塑性破坏情况和速度值，对所述边坡任意点a的稳定性进行划分，并得到不同折减系数条件下边坡的稳定性云图；

(4)根据所述步骤(3)的结果，对比分析不同折减系数条件下边坡稳定性的演化特征，判定边坡失稳机制；

其中，所述步骤(2)中滑面位移值S_min的具体确定方式为：

根据强度折减后所述边坡的剪应变增量云图，确定边坡滑面，并标出所述边坡滑面的轮廓线；将所述轮廓线与强度折减后边坡位移等值线图进行比较，与滑面轮廓线基本重合的位移等值线所对应的位移值S即为滑面位移值S_min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)包括：

根据工程地质勘察及力学试验结果，建立所述边坡的FLAC^3D三维数值分析模型，并根据所述模型的水平位移图，在所述模型中沿所述边坡的主滑方向设置剖面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的强度折减法具体为，将岩土层的强度指标同时除以所述折减系数i，得到一组新的参数进行数值计算，从而模拟边坡从自然状态直至完全破坏时的不同情形。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述折减系数i从1开始，以0.01为公差逐渐递增或递减；所述折减系数递增终止条件为边坡的最大不平衡力比不小于10^-5，递减终止条件为边坡的最大不平衡力比不大于10^-5。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述岩土层的强度指标为内摩擦角φ、粘聚力c。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述监测点至少包括所述边坡的斜率变化处，和/或所述边坡与所述边坡中平台的交界处。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中稳定性划分的依据为：

1)若所述边坡任意点a没有正在剪切破坏，且其速度值小于10^-5m/时步，则该任意点a的稳定性为稳定，即该点a处于稳定阶段；

2)若所述边坡任意点a正在剪切破坏，但其速度值小于10^-5m/时步，则该任意点a的稳定性为基本稳定，即该点a处于基本稳定阶段；

3)若所述边坡任意点a速度值不小于10^-5m/时步，但位移值小于S_F，则该任意点a的稳定性为欠稳，即该点a处于欠稳阶段；

4)若所述边坡任意点a位移值不小于S_F，则该任意点a的稳定性为失稳，该点a处于失稳阶段。