[发明专利]一种二维边坡最危险滑移面搜索方法

说明书

本发明公开了一种二维边坡最危险滑移面搜索方法,它由如下步骤构成：确定边坡搜索区域的起末点，N次曲线拟合，对每一条曲线用现有方法计算安全系数，重复搜索找到最小安全系数对应的滑移面即为最危险滑移面。本发明方法在于生成曲线并不完全随机，可以产生近弧形曲线，避免不符合滑移面特征的曲线产生，可以在一定精度的前提下减少运算量和搜索次数。

技术领域

本发明涉及岩土工程中边坡安全稳定性评价领域，具体说涉及二 维边坡最危险滑移面快速搜索方法。

背景技术

在边坡稳定性分析中对安全稳定系数的定义存在不同的观点，以 极限理论为代表的强度储存原理普遍为大家所接受，在边坡稳定性分 析中占有重要地位且应用广泛。其步骤主要包括对边坡稳定系数的计 算和滑移面的确定，目前基于极限理论边坡稳定系数求解方法有很 多，例如Bishop法、Spencer法等。这些都是基于对于土条受力进 行不同假设和简化得到的。对于滑动面的选取，当边坡为均质时我们 通常假设滑移面为圆形或椭圆形，这满足实际工程的要求。而现实的 边坡工程大多为非均质的复杂边坡，进而再基于这种假设计算得到的 安全稳定系数就会与真实状况存在较大的误差。所以对非均质复杂边坡的滑移面搜索成为计算边坡安全稳定性系数中的首要面对的问题。 目前对于边坡滑移面的搜索已形成了一些共识，即均质土体一般采用 圆弧形滑面，而非均质土一般为弧形滑面，其中的关键点是前缘剪出 口、后缘拉裂面的位置确定。但这对于存在软弱夹层的边坡不适用且 存在较大的误差。

近些年来,随着计算机技术的发展和计算能力的增强，使其在边 坡稳定性计算中发挥出了巨大的作用。目前应用较多的数强度折减 法。考虑到对边坡整体进行折减不能反映真实受力，其后有人提出了 局部强度折减，其思想是在进行有限元分析时通过逐步扩大折减区域 直到形成一条完整的

滑动曲面而得到滑动曲面。这些方法虽然能反映边坡的受力情 况，但对滑移面的搜索较大的依赖于临界平衡标准的确定，不同的临 界平衡标准会对其滑动面的搜索结果产生影响。而现在对有限元临界 标准还没有达到统一，不同的临界标准所的最危险滑移面也不尽相 同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维边坡最危险滑移面快速搜索方 法，本方法克服现有技术的缺点，可应用于特殊的分层和含软弱夹层 边坡，生成曲线并不完全随机，可以产生近弧形曲线，避免不符合滑 移面特征的曲线产生，在一定精度的前提下可以减少运算量和降低搜 索次数。

本发明的技术方案如下：

一种二维边坡最危险滑移面快速搜索方法，它由如下步骤构成：

A、选取边坡搜索范围起末点A(x_a,x_b),B(y_a,y_b)，搜索范围包 含边坡上下缘切入口；

B、随机生成曲线，

每一条滑移曲线均经由三点生成，四点生成，直到N点生成步 骤，最终定线型，这种生成方式生成的曲线具有近似光滑性的优点； N点的取值需根据实际情况，N值过大会造成运算量增大，过小则会 降低结果精度，生成一条随机曲线的过程如下；

3点生成：

对[X_a,X_b]作等分，并规定纵向坐标值y_1,1＝0，点X_1,1(x_1,1,y_1,1)坐标 取值：

4点生成：