[发明专利]一种基于等效土压力作用的边坡抗剪强度参数反演分析方法

说明书

本发明涉及边坡工程稳定性评价领域，具体涉及基于等效土压力作用的边坡抗剪强度参数反演分析方法，包括如下步骤：获得岩体材料参数、岩体试验资料和监测数据；由边坡现场资料，建立数值计算模型；由数值计算模型在土初始应力场进行岩体抗剪强度参数反演分析；对比等效土压力作用下的边坡应力场和初始地应力场，再次对岩体的抗剪强度参数c、φ值反演分析；由反演参数矫正初始参数，得到岩体的抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ。本发明在带覆盖层的边坡参数反演分析中，考虑了覆盖层的压坡作用，又消除了覆盖层参数相对较低导致滑面始终在覆盖层内，无法得到岩体反演参数的问题，进而可以更为准确、合理得到岩体的抗剪强度参数。

技术领域

本发明涉及边坡工程稳定性评价领域，具体涉及一种基于等效土压力作用的边坡抗剪强度参数反演分析方法。

背景技术

在岩质边坡问题的分析中，岩体材料参数的确定是岩土工程数值的关键，直接关系到数值模拟的效果。实际上由于岩体结构的复杂性以及受周围环境影响较大等不确定性因素的存在，因此参数的确定一直是一个难点。由于岩土体材料复杂的物理力学特性，分析过程中所需的各种参数就会越多，对参数精度的要求也就越高，在传统的研究工作里，都是通过现场岩体力学试验或者是室内取样试验来获得岩土体力学参数，但是，所取的样品并不一定能够完全表现出现场的岩土体的力学特征。

在这样的条件下，采用反演分析的方法可以综合考虑诸多地质因素的影响，可以经济有效地得到合理的参数取值。针对边坡工程，通常采用数值计算方法，以特定的安全系数为研究目标对变形体岩体强度参数进行反演分析，以准确确定变形体的强度参数，为变形体乃至边坡的稳定性分析提供参数依据。

为了解决带覆盖层边坡岩体参数反演时，覆盖层参数相对较低导致滑面始终在覆盖层内，无法较准确得到岩体反演参数的问题，需提出一种能够消除边坡始终在覆盖层内部滑动破坏的影响，使边坡抗剪强度反演参数更为准确、合理。

发明内容

本发明提供一种基于等效土压力作用的边坡抗剪强度参数反演分析方法，解决带覆盖层边坡岩体参数反演时，覆盖层参数相对较低导致滑面始终在覆盖层内，无法较准确得到岩体反演参数的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于等效土压力作用的边坡抗剪强度参数反演分析方法，包括如下步骤：

第一步，收集现场资料，获得初步岩体材料参数、现场岩体试验资料和监测数据，

岩体试验资料包括滑动面、阻滑段、结构面、Ⅲ类岩体、软弱带岩体和覆盖层的数据，

监测数据包括边坡典型位置的变形和应力；

第二步：建立数值计算模型，基于现场裂缝开展情况和岩石材料差异以及第一步所获得的数据，建立数值计算模型；

第三步：反演分析，根据第二步的数值计算模型和在土自重量作用下计算初始应力场；通过初始应力场进行岩体抗剪强度参数反演分析由强度折减法获得岩体抗剪强度参数c和内摩擦角φ值的初始参数；

第四步：二次反演分析，作用下的边坡应力场和初始地应力场，再次对岩体的抗剪强度参数c、φ值反演分析，得到岩体抗剪强度参数c和内摩擦角φ值的反演参数；

第五步：由第四步获得的反演参数矫正初始参数，得到岩体的抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ；

第六步：由第五步获得的岩体的抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ进行岩体工程稳定性边坡折稳定计算中安全系数的值，再由安全系数的值决定边坡稳定是否达到要求。

第二步所述数值计算模型通过UDEC软件建立，模拟不连续结构面对边坡的影响，得到边坡的分析结果，由分析结果和自重作用下进行计算出是应力场。

第二步所述土体重量由下式计算：

G＝ρVg