[发明专利]一种快速评估地震作用下非饱和边坡永久变形的方法和装置

权利要求书

1.一种快速评估地震作用下非饱和边坡永久变形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立边坡滑移面的潜在失稳模型，所述模型表示为：

其中，R为滑移体旋转中心O到对数螺线旋转柱面任意点的距离，R₀为滑移体旋转中心O到滑移体在边坡顶部的点A的距离，θ为旋转中心O到对数螺线旋转柱面任意点的距离与水平面的夹角，θ₀为旋转中心O到滑移体在边坡顶部点A的距离与水平面的夹角，为边坡土体的内摩擦角；

测量θ的变化值Δθ；

计算滑移体滑动时对应的永久位移δ为δ＝RΔθ。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述永久位移的计算是在将孔隙水压力作为外力载荷下做出的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，滑移面AC′上的抵抗剪力绕O点的转动力矩等于土块ABCC′的重力荷载G对O点的转动力矩、水平地震作用下土块ABCC′重力荷载对O点的转动力矩和受孔隙水压力作用土块ABCC′重力荷载对O点的转动力矩三者之和，M_C＝M_G+M_E+M_U。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述土块ABCC′的重力荷载G对O点的转动力矩为：

M_G＝γR₀³(f₁-f₂-f₃-f₄) (2)

其中，γ为土的重度，α为坡顶与水平面夹角，β为坡角，β′为BC′与CC′之间的夹角，f₁、f₂、f₃和f₄为β、θ₀、θ_h和α的关系式，

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水平地震作用下土块ABCC′重力荷载对O点的转动力矩为：

M_E＝kγR₀³(f₁′-f₂′-f₃′-f₄′) (3)

其中，k为水平地震系数，a为地震加速度，f₁′、f₂′、f₃′和f₄′为β、θ₀、θ_h和α的关系式，

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述受孔隙水压力作用土块ABCC′重力荷载对O点的转动力矩为：

其中，r_u为孔隙水压力比，u为地下水产生的孔隙水压力，z为边坡的竖向深度；f_u为z₁、z₂、z₃、θ₀和θ_h的关系式，

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滑移面AC′上的抵抗剪力绕O点的转动力矩为：

其中，c为黏聚力，为内摩擦角。

8.根据权利要求1所示的方法，其特征在于，土体即将发生运动时的加速度为a_c＝k_cg，其中，k_c为屈服土体即将发生运动时的水平地震系数。