[发明专利]一种非均质土层边坡临界滑移面的测定方法

说明书

本发明公开一种非均质土层边坡临界滑移面的测定方法，首先将非均质土层边坡假设为均质土层边坡，其整体岩土体物理力学参数分别取非均质土层边坡的各层岩土体实际物理力学参数，并分别确定各岩土力学参数条件下均质土层边坡的最危险滑移面，将其最大圆弧和最小圆弧围成的区域范围作为监测区域，采用全光纤传感器实时监测该区域范围内各监测点的应力与应变数据，以此为基础确定各监测点的应变响应率参数及其稳定性判据，根据不同时刻各监测点应变响应率的变化规律确定出边坡塑性滑移区范围，进而依据每根全光纤综合测管内监测点的应变响应率突变点的极大值确定出边坡临界滑移面的位置，达到对非均质土层边坡进行科学、有效、及时预警及治理的目的。

技术领域

本发明涉及边坡稳定性评价与分析领域，具体涉及一种非均质土层边坡临界滑移面的测定方法。

背景技术

滑坡灾害威胁着人类的生命安全，对正常的社会和生产运转造成了严重的影响与危害。然而由于受到边坡几何形状、土体参数，以及地质条件等差异性影响，使目前的边坡稳定性监测预警方法仍无法完全满足工程建设需求，其中最突出的问题就是边坡稳定性评价定量判据及滑坡滑移面的确定问题。因此，如何科学、准确地对边坡稳定性进行超前分析与判定，是边坡稳定性评价与滑坡灾害防治领域中亟待解决的课题之一。

边坡稳定性评价与预测方法中，工程应用最为广泛的主流方法为极限平衡法和位移时序预测法。其中，极限平衡法是以刚体极限平衡理论为基础，将滑坡坡体进行简化，将滑坡坡体视为刚体并假设滑移面为圆弧形滑移面，分析其沿滑移面的力学平衡状态，进而分析和确定边坡的稳定性。然而该方法是一种静态评价模型，其并不能考虑时间因素的影响即忽略了滑坡体与时间因素相关的动态时序关系，应用于随时间变化下滑坡的动态稳定性的分析评价与监测预警往往会出现预测失真，仅比较适用于滑坡静态稳定性分析与评价。而且该模型回避了坡体变形协调和相应的本构关系，此外，该模型需首先确定坡体地下水条件和边坡的物理力学性质指标及边界条件。因此该模型苛刻的建模条件与局限性极大地限制了该方法在滑坡预测预报中的应用。此外，该方法假设边坡滑移面为圆弧滑移面也存在一定的局限性，对于实际工程而言，大多数土坡并非均质各向同性，不同成因形成不同性质的土层，使土坡在物质成分上具有各向异性，且具有物理力学性质及水理性质的差异。因此，对于非均质土层边坡，其地质条件复杂性与应力分布的不均匀性，边坡通常并不是沿单一均匀的圆弧滑移面破坏，滑面形状实际上往往呈非圆弧任意形状，这种情况下极限平衡法仍将滑面简化为圆弧滑移面，很难真实反映边坡稳定性状态，由此导致错误的评价结果。

与极限平衡法相比，位移时序预测法以边坡位移监测为基础、以位移参数及其变化作为边坡稳定与否和稳定程度的预测参数与评价准则，并已在我国重大工程边坡稳定性监测与滑坡防治领域得到了广泛的应用且发挥了重要作用。然而位移时序预测法的判识标准与依据是以滑坡位移(位移速率、加速率)与其随时间关系建立的，其位移时序曲线仅能反映边坡随时间发展的变形规律，而不能对滑坡位移变化的力学动因及失稳机理进行解释，因此该参数及其变化程度不能与滑坡演化规律和稳定性状态一一对应。此外，该类方法主要通过监测钻孔深部位移的变化，根据位移的突变随时监测边坡滑移面的出现，然而位移的突变并不一定预示坡体一定出现塑性区，因动力的突变也可引发其位移的突变，所以单纯依靠位移参数确定边坡滑移面存在一定的或然性和不确定性。

针对上述传统边坡稳定性评价与滑移面确定方法的局限与不足，本发明旨在寻求一种突破传统技术的新方法，即根据非均质土层边坡应力应变的监测信息，综合研究和确定一种精确测定非均质土层边坡临界滑移面的方法。

发明内容

本发明为解决传统非均质土层边坡稳定性评价及滑移面确定方法的局限与不足，提出一种基于应力应变监测数据测定非均质土层边坡临界滑移面的方法，该方法对边坡稳定性的判定及其滑移面的确定具有极强的实用性。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种非均质土层边坡临界滑移面的测定方法，包括以下步骤：

步骤一：勘探并测定非均质土层边坡基本物理力学参数，所述基本物理力学参数包括粘聚力c、内摩擦角和重度γ；