[发明专利]基于应变软化剪切本构模型和位移变化的结构面控制边坡稳定性动态评价方法

权利要求书

1.基于应变软化剪切本构模型和位移变化的结构面控制边坡稳定性动态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对待评价结构面控制边坡进行滑坡调查；

2)以开挖卸除荷载作为边坡变形的启动力，对待评价边坡的潜在滑体进行受力分析；

3)建立考虑应变软化的结构面抗滑力计算模型；应变软化剪切本构方程为：

式中，F_R为结构面提供的抗滑力，kN；k为剪切刚度，Pa/m；L为结构面滑动长度，m；u为潜在滑体位移，m；u^*和b根据岩体结构面直剪试验结果确定；u^*为特征位移，m；b为无量纲参量的方程系数；

4)通过式(2)计算由开挖引起的潜在滑体临空面卸除荷载；

式中，F＇为潜在滑体临空面卸除荷载，kN；W为潜在滑体自重，kN；L为结构面滑动长度，m；β为结构面倾角，°；c为软弱结构面黏聚力，Pa；为结构面内摩擦角，°；

5)坡角开挖卸除荷载F′时，潜在滑体的应力状态变化；确定开挖卸荷条件下的结构面剪切本构方程如式(3)所示；

式中，F_R′为开挖卸荷条件下的抗滑力，kN；k为剪切刚度，Pa/m；L为结构面滑动长度，m；u为潜在滑体位移，m；u₀为潜在滑体起始位移，m；u^*和b根据岩体结构面直剪试验结果确定；u^*为特征位移，m；b为无量纲参量的方程系数；

6)构建结构面控制边坡坡体运动方程；

7)计算潜在滑体的位移过程曲线；

8)将现场变形监测资料与潜在滑体位移过程曲线进行对比分析，对待评价结构面控制边坡的位移发展趋势进行判别；

9)根据潜在滑体计算位移的收敛性，对待评价结构面控制边坡的长期稳定性进行预测。

2.根据权利要求1所述的基于应变软化剪切本构模型和位移变化的结构面控制边坡稳定性动态评价方法，其特征在于：步骤1)中所述滑坡调查包括确定滑坡区域范围，采集并汇总滑坡变形特征数据和水文及地质工程条件数据。

3.根据权利要求2所述的基于应变软化剪切本构模型和位移变化的结构面控制边坡稳定性动态评价方法，其特征在于：所述水文及地质工程条件包括地质地貌数据、岩土物理与力学性能数据、地应力数据、气象水文数据，以及边坡附近的施工作业数据。

4.根据权利要求1所述的基于应变软化剪切本构模型和位移变化的结构面控制边坡稳定性动态评价方法，其特征在于：潜在滑体的自重如式(4)所示：

式中，γ为潜在滑体的岩体重度，N/m³；h为张裂隙深度，m；L为结构面滑动长度，m；β为结构面倾角，°；α为待评价结构面控制边坡坡面倾角，°。