[发明专利]一种边坡失稳机制判定方法

说明书

本发明公开了一种边坡失稳机制判定方法，该方法根据边坡的三维数值模型，基于强度折减法和边坡渐进破坏理论，并依据边坡破坏理论和边坡宏观变形特征将边坡任意点稳定性划分为稳定、基本稳定、欠稳和失稳四个阶段，通过对比分析不同折减系数条件下滑体各区段稳定性的演化特征，得到边坡的失稳机制。该方法可以对滑坡灾害进行科学的诱因分析，并为边坡加固提供理论依据。

技术领域

本发明涉及边坡的失稳机制判定领域，尤其涉及斜坡软弱基底排土场边坡的失稳机制判定领域。

背景技术

近几年来，我国露天矿业开采工作逐渐演变为大规模和大型化，作为露天矿山接纳废石的场所，排土场是露天矿组织生产不可缺少的一项永久性工程建筑。由于露天矿山周围地质、地理以及气候等条件的影响，使得斜坡软弱基底的存在成为排土场边坡失稳的一个重要诱因。然而，存在斜坡软弱基底的排土场边坡失稳破坏特征复杂，塑性指标在边坡破坏过程中无明显规律，与不存在斜坡软弱基底的排土场边坡失稳破坏特征不同。

目前，边坡失稳机制的判定方法中，通常将塑性破坏贯通整个滑带作为边坡失稳的临界状态，根据表征塑性破坏的指标在滑带上的蔓延扩展规律分析边坡的失稳机制。当此种方法应用于斜坡软弱基底排土场边坡失稳机制分析时，在其失稳破坏过程中，软弱带作为滑坡启动诱因几乎同时产生塑性破坏，塑性区在软弱带贯通，但边坡并未立即失稳，导致所用塑性指标失效；另外，边坡滑动决定部位塑性破坏前，塑性指标的蔓延扩展无明显规律，导致所用指标无法清晰显示斜坡软弱基底排土场边坡的失稳机制。

发明内容

发明所要解决的技术问题

鉴于目前判定边坡失稳机制的缺点和不足，本发明提出了一种边坡的失稳机制判定方法，该方法可以对滑坡灾害进行科学的诱因分析，并为边坡加固提供理论依据。

用于解决技术问题的方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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。