[发明专利]一种通过界定应变局部化区域预测边坡滑裂面位置的方法

摘要

本发明涉及一种通过界定应变局部化区域预测边坡滑裂面位置的方法，包括：划分实验观测区域；计算应变值；确定各应变局部化区域范围；连接各个高程的应变局部化区域。本发明通过确定二维边坡应变局部化区域的理论计算方法，引入了概率论中置信区间的概念，可以在边坡模型试验中应用，用于在试验中系统化直观化的显示边坡的变形特点并在早期有效预测最终破坏时的滑裂面位置。该技术具有计算准确、应用范围广、可程序化等特点，为边坡变形破坏的理论及试验研究提供有力支撑。

主权项

一种通过界定应变局部化区域预测边坡滑裂面位置的方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：划分实验观测区域的步骤：对试验区域按照高程划分，每个区域均为水平条带状，每个条带中均布同尺寸四节点正方形应变计算单元，单元的选择要采用正方形四节点单元，相邻两个单元共用两个节点；计算应变值步骤：根据图像位移测量技术得到各节点处的位移值，按公式：计算各单元在某一时刻的应变值，其中：εx为单元水平方向的应变值，εy为单元竖直方向的应变值，γxy为单元在xy方向上的剪应变，u为x方向上的变形，v为y方向上的变形，X为x方向上的厚度，Y为y方向上的厚度，Ni为有限元中第i个节点的形函数，x 、y为参数，ui、vi为 第i个节点在x和y方向上的位移，ε1和ε2为单元的两个主应变，γmax为单元的最大剪应变；确定各应变局部化区域范围的步骤：根据同一水平排单元的应变空间分布，引入界定应变局部化区域的置信区间法数学模型，确定该高程处的应变局部化区域范围，所述步骤包括如下子步骤：获取单元应变分布图的子步骤：计算出某一时刻下各排单元的水平应变，画出各排单元水平应变的空间分布图：横坐标X为空间水平位置，纵坐标为：，其中：：f（x）为各个单元水平应变的归一化数值，εxi为第i个单元的水平应变值；获取概率密度曲线的子步骤：将应变分布曲线归一化为水平应变分布的概率密度曲线，应变归一化水平空间分布曲线满足概率密度函数；选择置信区间的子步骤：选择一定范围的置信区间作为应变局部化区域的范围：从符合公式：的所有置信区间中选取上下限长度最短的区间，即最优置信区间：其中：X1、X2为区间最短的置信上、下限，m为置信度；令n= X1－X2，定义应变集中系数k：，其中：n为置信区间宽度；连接各个高程的应变局部化区域的步骤：将各个高程的应变局部化区域连接，即得到边坡整体的应变局部化区域，并使用这一局部化区域应变图预测边坡滑裂面位置。