[发明专利]一种分条间作用力倾角非假定的边坡稳定性分析条分法

摘要

本发明公开了一种新的分条间作用力倾角非假定的边坡稳定性分析条分法，分条间作用力倾角非假定，包括以下步骤：根据边坡勘测资料确定边坡稳定性计算参数；将边坡的滑体划分为若干分条；计算分条间作用力的倾角；基于分条满足静力平衡条件，进行迭代计算，得到边坡稳定性系数。本发明可以准确、简便的计算边坡的稳定性系数和分条间的作用力等信息；可应用于土质边坡或岩质边坡的稳定性分析与防治工程设计。

主权项

1.一种分条间作用力倾角非假定的边坡稳定性分析条分法，其特征在于,分条间作用力倾角非假定，包括以下步骤：/n步骤1：根据边坡勘测资料确定边坡稳定性计算参数；/n步骤2：将边坡的滑体划分为若干分条；/n步骤3：根据分条底滑面的倾角、分条面交汇处斜坡坡度、地下水流线倾角、分条厚度、地下水位高度、滑体天然重度、滑体饱和重度、滑带土有效应力内摩擦角、滑带土有效应力内内聚力以及水平地震力参数计算分条间作用力的倾角，其中，分条间作用力的倾角tanψ计算公式如下所示：/n /n式中，α′为滑体下滑力等于抗滑力处滑动面倾角(°)，通过方程计算可得其解；α为滑动面倾角(°)；δ为地下水流线倾角(°)；h，h_w为直立分条对应的厚度和地下水高度(m)；ξ与分条面交汇处斜坡坡度(°)；c分别为滑带土有效应力内摩擦角(°)和内聚力(kPa)；P_D为水平地震力(kPa)；γ，γ_w分别为滑体天然重度和饱和重度(kN)；/n步骤4：建立xoy坐标系，x轴的正向为滑体滑动的水平方向，y轴的正向为竖直向下方向，分条受到外力以及相邻分条左侧面和右侧面的作用力而保持极限平衡，将法向力的拉力规定为负，法向力的压力规定为正，水平方向力的平衡方程为：/nsinα_i·N_i-cosα_i·T_i-E_i+E_i+1+Q_i＝0，(i＝1,…,n) (2)/n式中：α_i表示底滑面的倾角，N_i表示分条底滑面形心上作用的法向力，T_i表示分条底滑面形心上作用的抗剪力，E_i表示分条左侧面上条间作用力法向分量，E_i+1表示分条右侧面上条间作用力法向分量，Q_i表示分条的形心上作用的水平力；/n竖直方向力的平衡方程为：/n-cosα_i·N_i-sinα_i·T_i-X_i+X_i+1+W_i＝0，(i＝1,…,n) (3)/n式中：X_i表示分条左侧面上条间作用力切向分量，X_i+1表示分条右侧面上条间作用力切向分量，W_i表示分条的形心上作用的竖向力；/n分条沿滑动面达到极限平衡，分条底滑面满足莫尔-库仑屈服准则，分条底滑面的屈服条件为：/n /n式中：c表示直立分条面所在位置滑带土粘聚力(kPa)，表示直立分条面所在位置滑带土有效应力内摩擦角(°)，l_i表示底滑面的长度；/n当求取边坡稳定性系数K时，采用准超载法，将平行于滑动的下滑力乘稳定性系数K，或者采用强度储备法，将土体的粘聚力c和内摩擦角除以K，底滑面的屈服条件计算公式变化如下：/n /n联立式(1)、(2)、(3)、(4)，通过迭代运算得到边坡稳定性系数K。/n