[发明专利]一种具有粘滑特征滑坡的位移预测方法

权利要求书

1.一种具有粘滑特征滑坡的位移预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:获取待测滑坡的岩土体参数；

步骤S2:获取待测滑坡监测点的降雨强度、持续时间、地下水位以及坡体表层的体积含水率参数；

步骤S3:基于步骤S1和步骤S2获取的参数，计算在不同降雨强度下无限边坡的雨水入渗情况，以及计算湿润锋的运移深度；

步骤S4:建立有效降雨量与地下水位波动关系，并计算孔隙水压力；

步骤S5:根据孔隙水压力，构建无限粘塑性边坡模型，并计算滑坡位移速率。

2.根据权利要求1所述的一种具有粘滑特征滑坡的位移预测方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

步骤S31:将传统的GA模型扩展到斜坡表面，其表达式为：

式中：f(t)为在时刻t时的入渗速率；S_f为湿润锋处的概化基质吸力；K_s为饱和渗透系数；F(t)为在时刻t时的累积入渗量；θ_s为饱和含水率；θ_i为初始含水率；α为无限边坡角度；Δθ＝θ_s-θ_i；

其中湿润锋处的概化基质吸力S_f计算公式为

式中：为进气值；为基质吸力；

步骤S32:根据径流与降雨强度计算降雨入渗。

3.根据权利要求2所述的一种具有粘滑特征滑坡的位移预测方法，其特征在于，所述步骤S32具体为：GA模型计算降雨入渗和径流与降雨强度情况有关，分为下述三种情况：

(1)：降雨强度在降雨时间间隔内小于入渗速率，但地表土层未达到饱和状态，此时的累积入渗量表示为：

F(t₂)＝F(t₁)+I_p(t₂-t₁) (4)

式中：I_p表示降雨强度；(t₂-t₁)表示降雨时间间隔；

(2)：降雨强度在降雨时间间隔内大于入渗速率，且该地表土层处于饱和状态，此时的累积入渗量表示为：

(3)：降雨强度在时间间隔开始时小于入渗速率，所有的降雨量都会入渗，地表土层由非饱和状态变为饱和状态，此时累积入渗量如式(6)所示，在时刻t_p之后与(2)情况一致，则在该时间间隔内降雨的累积入渗量见式(8)

4.根据权利要求1所述的一种具有粘滑特征滑坡的位移预测方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：若发生N个持续时间为Δt的降雨事件，则有效降雨量与地下水位波动关系表示为：

式中，ΔL为单位宽度的斜坡切片；S_r为饱和度；

孔隙水压力由式(10)计算得到，并假设地下水与坡面平行流动：

p_w＝(h(t)+h_s)γ_wcos²α (10)

式中，γ_w为水的重度；h_s为稳态地下水位。

5.根据权利要求1所述的一种具有粘滑特征滑坡的位移预测方法，其特征在于，所述无限粘塑性边坡模型，动量平衡方程写成

其中

式中：F_v＝μv，F_v为粘性力；W为无限边坡切片重量；c为土的粘聚力；为孔隙水压力；为土的内摩擦角；μ为土的粘性度；v为边坡滑移速率；l为滑坡切片厚度；H(t)为地下水位高度，H(t)＝h(t)+h_s；γ_s为土的饱和重度；γ为土的天然重度；γ′为有效重度；

设剪切带的内聚力、摩擦力、粘性度和厚度随时间保持不变，则：

使用经典隐式后向差分格式进行位移速率求解：