[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

说明书

本发明提供了一种基于土工试验的岩‑土界面耦合效果的评价方法，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值越大岩‑土界面耦合性越好。本发明的一种基于土工试验的岩‑土界面耦合效果的评价方法，填补了岩‑土评价的空白，对客土层与下部岩质边坡间的耦合效果进行了定量化的评价，可以准确快速的评价各类岩质边坡与客土层的耦合效果。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种基于土工试验的岩-土界面耦合效果的评价方法。

背景技术

大规模的工程建设以及矿山开采等人为活动造成了大量裸露的岩质边坡，对于生态环境造成了巨大的破坏和影响。这些裸露的岩质边坡大部分坡面风化严重，裂隙发育，常发生崩塌、落石、水土流失等灾害，严重破坏了当地生态环境。

目前，针对岩质边坡常用的生态修复方法主要为客土喷播、植生袋、肥料袋、生态袋等客土护坡方法，这类方法能够在岩质边坡坡面形成一个客土层，提供植被生长的环境。在实践中发现，客土层与下部岩质边坡之间容易出现耦合差、界面裂隙发育等情况，造成客土层的坍塌与滑落，影响岩质边坡的修复效果。针对存在的问题，大多采用加大相关岩-土耦合材料的使用以提高界面的耦合效果。但由于缺少相关界面耦合评价方法，造成大量的材料浪费与经济损失。因此建立一套可行的、综合的、快速准确的岩-土界面耦合评价方法是一项紧迫的任务。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于土工试验的岩-土界面耦合效果的评价方法，填补了岩-土评价的空白，提出了岩-土界面耦合性贡献度指数(FRC)模型，对客土层与下部岩质边坡间的耦合效果进行了定量化的评价，可以准确快速的评价各类岩质边坡与客土层的耦合效果。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种基于土工试验的岩-土界面耦合效果的评价方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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和内摩擦角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。

进一步地，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。