[发明专利]一种基于土工试验的岩-土界面耦合效果的评价方法

权利要求书

1.一种基于土工试验的岩-土界面耦合效果的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10根据室内土体的直接剪切试验结果获取边坡土体的剪切指数α；

S20根据室内岩体的直接剪切试验结果获取边坡岩体的剪切指数β；

S30根据岩质边坡表层的完整度、粗糙度和风化程度确定岩质边坡表层指数γ；以及

S40根据获取到的边坡相关力学信息，定义岩-土界面耦合性贡献度指数模型如下：FRC＝0.35×α+0.35×β+0.3×γ；

其中，FRC为岩-土界面耦合性贡献度指数，所述FRC值越大则岩-土界面耦合性越好；

所述剪切指数α的计算方法包括如下步骤：

S11通过所述室内土体不固结不排水直接剪切试验获取边坡土体的不固结不排水内聚力c1；

S12通过所述室内土体固结不排水直接剪切试验获取边坡土体的固结不排水内聚力c2和内摩擦角

S13通过室内土体固结排水直接剪切试验获取边坡土体的固结排水内聚力c3和内摩擦角

S14确定土体的综合直接剪切内聚力c和内摩擦角定义如下：

c＝min{c1，c2，c3}、以及

S15根据土体的综合直接剪切内聚力和内摩擦角，定义所述剪切指数α如下：

其中，α为剪切指数，α1为综合直接剪切内聚力指数；

当c≤30kPa时，所述α1＝15；当30c≤70kPa时，所述α1＝30；当70c≤100kPa时，所述α1＝40；当c100kPa时，所述α1＝50；

所述剪切指数β的计算方法包括如下步骤：

S21通过室内岩体直接剪切试验获取边坡岩体的摩擦剪切强度系数内聚力C和内摩擦角Φ；以及

S22根据岩体的摩擦剪切强度系数内聚力C和内摩擦角Φ，定义所述岩体的剪切指数β如下：β＝β1+50×tan(Φ)；

其中，β为剪切指数，β1为岩体内聚力指数；

当C≤500kPa时，所述β1＝15；当500C≤700kPa时，所述β1＝30；当700kPaC≤1MPa时，所述β1＝40；当C1MPa时，所述β1＝50；

所述岩质边坡表层指数γ的计算方法包括如下步骤：

S31根据岩质边坡表层的完整度，确定岩质边坡表层完整度指数γ1，当完整度为极破碎时，所述γ1＝5；当完整度为破碎时，所述γ1＝20；当完整度为较破碎时，所述γ1＝50；当完整度为较完整时，所述γ1＝85；当完整度为完整时，所述γ1＝95；

S32根据岩质边坡表层的粗糙度，确定岩质边坡表层粗糙指数γ2，当粗糙度为粗糙时，所述γ2＝10；当粗糙度为较粗糙时，所述γ2＝35；当粗糙度为较平整时，所述γ2＝60；当粗糙度为平整时，所述γ2＝85；

S33根据岩质边坡表层的风化程度，确定岩质边坡表层风化指数γ3，当风化程度为全风化时，所述γ3＝5；当风化程度为强风化时，所述γ3＝20；当风化程度为中等风化时，所述γ3＝50；当风化程度为微风化时，所述γ3＝80；当风化程度为未风化时，所述γ3＝95；以及

S34通过公式γ＝0.25×γ1+0.5×γ2+0.25×γ3确定岩质边坡表层指数γ。

2.根据权利要求1所述的基于土工试验的岩-土界面耦合效果的评价方法，其特征在于，当FRC∈(0,20]所述岩-土界面耦合性效果差；当FRC∈(20,40]所述岩-土界面耦合性效果较差；当FRC∈(40,60]所述岩-土界面耦合性效果中等；当FRC∈(60,80]所述岩-土界面耦合性效果良好；当FRC∈(80,100]所述岩-土界面耦合性效果优秀。