[发明专利]基于SPH的土坡滑面分析判定方法、系统、终端及介质

权利要求书

1.一种基于SPH的土坡滑面分析判定方法，其特征在于，包括：

根据所需研究土坡的剖面信息，生成粒子模型；

确定计算中需要采用的数值处理技术，并设置屈服准则和时间步长；

对粒子模型进行粒子搜索及配对；

计算粒子密度；

对土坡分别采用弹塑性本构模型进行应力应变的求解得到粒子应力应变结果，在弹塑性本构模型中，岩土体的抗剪强度采用粘聚力和土体的内摩擦角表示；

根据粒子应力应变结果判断岩土体的应力状态，采用修正方法对粒子的应力状态进行调整；

根据SPH边坡稳定性分析强度折减法对岩土体抗剪强度参数进行折减，得到边坡的安全系数及潜在滑面；

根据潜在滑面分析出滑面位置和形态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据潜在滑面分析出滑面位置和形态具体方法包括：

根据潜在滑面确定滑面的搜索区域；

设置单次SPH粒子搜索区间；

计算单次搜索区域内的最大剪切应变率SPH粒子；

判断单次搜索区域内的最大剪切应变率SPH粒子是否连续贯通；

若是，则得到滑面的位置和形态；

若否，则在下一特定间隔时间步长时继续计算单次搜索区域内的最大剪切应变率SPH粒子。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述数值处理技术包括密度计算方法、光滑核函数、粒子搜索方法、边界计算方法、时间积分方法和应力调整方法。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光滑核函数的计算公式为：

其中W(R,h)为光滑核函数，h为光滑半径，R为粒子间距与光滑半径的比值,α_d在二维空间的计算公式为：α_d＝15/(7πh²)，α_d在三维空间的计算公式为：α_d＝3/(2πh³)。

5.一种基于SPH的土坡滑面分析判定系统，其特征在于，包括：粒子模型生成模块、应力应变分析模块、修正调整模块和滑面分析模块，

所述粒子模型生成模块用于根据所需研究土坡的剖面信息，生成粒子模型；

所述应力应变分析模块用于确定计算中需要采用的数值处理技术，并设置屈服准则和时间步长；

对粒子模型进行粒子搜索及配对，计算粒子密度，对土坡分别采用弹塑性本构模型进行应力应变的求解得到粒子应力应变结果，在弹塑性本构模型中，岩土体的抗剪强度采用粘聚力和土体的内摩擦角表示；

所述修正调整模块用于根据粒子应力应变结果判断岩土体的应力状态，采用修正方法对粒子的应力状态进行调整；

所述滑面分析模块用于根据SPH边坡稳定性分析强度折减法对岩土体抗剪强度参数进行折减，得到边坡的安全系数及潜在滑面，根据潜在滑面分析出滑面位置和形态。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述滑面分析模块根据潜在滑面分析出滑面位置和形态的具体方法包括：

根据潜在滑面确定滑面的搜索区域；

设置单次SPH粒子搜索区间；

计算单次搜索区域内的最大剪切应变率SPH粒子；

判断单次搜索区域内的最大剪切应变率SPH粒子是否连续贯通；

若是，则得到滑面的位置和形态；

若否，则继续在下一特定间隔时间步长时计算单次搜索区域内的最大剪切应变率SPH粒子。

7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述数值处理技术包括密度计算方法、光滑核函数、粒子搜索方法、边界计算方法、时间积分方法和应力调整方法。