[发明专利]一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法

说明书

本发明公开了一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法，至少包括以下步骤：建立数学模型；计算弱化后的黏聚力值c_i和内摩擦角值并输入数学模型，计算安全系数并取最小值，重复上述计算，得到弱化系数对应的最小安全系数F_ij；改变黏聚力弱化系数，重复上述步骤，绘制边坡最小安全系数等值线图；计算弱化后的黏聚力值c_ck和内摩擦角值计算失效概率P_fk；绘制弱化系数组合值与失效概率之间的变化曲线，并取最大弱化系数。本发明根据给定条件确定库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数，增加了对边坡的安全性考虑，也验证了岩土体强度参数弱化系数对边坡稳定性的影响，能够广泛应用在库岸边坡的稳定性评价与灾害防治技术领域。

技术领域

本发明涉及库岸边坡的稳定性评价与灾害防治技术领域，具体是指一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法。

背景技术

近年来，库岸边坡的治理问题已经成为水利基础设施建设、运营的关键问题，根据以往的统计数据表明，水库建设的数量正在逐年增长，因库岸边坡失稳而造成的灾难也在逐年增加，造成了极大的经济损失和人员伤亡。在库水位下降的过程中，边坡岩土体强度参数(黏聚力，内摩擦角)受到含水量、粒径分布、孔隙比等多项因素共同制约，其中含水量的增加有利于土体颗粒内部发生错动和滑动，必然会导致内摩擦角和黏聚力的降低和弱化；在库岸边坡实际工程中，库岸边坡岩土体强度参数弱化系数控制通常需要考虑边坡稳定性的影响，当边坡岩土体强度参数弱化系数越小，边坡稳定性就越低，反之亦然。以往对库岸边坡稳定性的影响因素的研究主要集中在库水位变化，目前结合边坡稳定程度对库岸边坡岩土体强度参数弱化系数控制的方法还不够全面，对库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数的确定仍然面临挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法，至少包括以下步骤：

(1)建立数学模型；

(2)计算黏聚力弱化系数B₁下的弱化后的黏聚力值c₁和内摩擦角值将输入数学模型，计算分析时步相应的安全系数，取安全系数中的最小值，重复上述计算，得到弱化系数对应的最小安全系数F_ij；

(3)改变黏聚力弱化系数，重复步骤(2)，绘制边坡最小安全系数等值线图；

(4)根据水利水电工程边坡设计规范(SL386-2007)建议的安全系数和边坡最小安全系数等值线图，计算弱化后的黏聚力值c_ck和内摩擦角值在边坡最小安全系数对应的分析时步下，计算N个样本对应的安全系数与失效概率P_fk；

(5)绘制弱化系数组合值与失效概率之间的变化曲线，最小失效概率对应的弱化系数组合值即为最大弱化系数。

作为改进，所述步骤(1)数学模型中，库水位下降速度为V，设定X个边坡稳定分析时步，记为A₁，A₂，A₃，......A_X，针对库岸边坡岩土体强度参数中的黏聚力和内摩擦角设计K个弱化系数，分别记为B₁，B₂，B₃，.......B_K和Q₁，Q₂，……，Q_K；