申请/专利权人：兰州大学

申请日：2022-06-03

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114996809B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.09.20#实质审查的生效;2022.09.02#公开

摘要：本发明提供一种基于内外功率比的非直线坡面型边坡稳定性评价方法：一，建立关于任意几何形状坡面的二维边坡的模型并定义参数，二，获取滑移体可能的旋转中心；三，确定滑移体的重心和面积；四，计算滑移体的内功率和外功率；五，设置新的参数作为边坡稳定性的评判标准，记为稳定系数；六，将二中所有可能的旋转中心代入四、五中，计算出所有可能的旋转中心对应的稳定系数，从中确定最小的稳定系数及对应的旋转中心，即为二维边坡的稳定系数和旋转中心。本发明提出了新的稳定系数用以评判边坡的稳定性，物理意义明确和参数简单，随强度参数呈非线性变化，更符合边坡渐进破坏的特征。

主权项：1.一种基于内外功率比的非直线坡面型边坡稳定性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，建立关于任意几何形状坡面的二维边坡的模型并定义参数：首先，针对所述二维边坡建立直角坐标系，设置滑移体和对应的滑移面，滑移面为对数螺旋线形式，滑移体绕旋转中心刚性旋转；然后确定所述二维边坡的几何参数和物理参数；步骤二，获取所述滑移体所有可能的旋转中心；步骤三，确定所述滑移体的重心和面积；步骤四，计算所述滑移体的内功率和外功率；步骤五，设置新的参数作为边坡稳定性的评判标准，将所述新的参数记为稳定系数K；所述稳定系数K为所述内功率、外功率之差与内功率的比值；步骤六，将步骤二中所有可能的旋转中心代入步骤四、步骤五中，计算出所有可能的旋转中心对应的稳定系数，从中确定最小的稳定系数及对应的旋转中心，即为所述二维边坡的稳定系数K和旋转中心；所述步骤四中具体包括：建立虚功方程： 其中，为不受附加荷载作用的所述滑移体的内功率，为不受附加荷载作用的所述滑移体的外功率；所述外功率包括：重力及地震力做功功率和土体内部滑移面上的孔隙水压力对滑移体做功功率即： 所述重力及地震力做功功率为： 其中，为滑移体的重力和地震力在垂直方向上的分力，和为滑移体的重力和地震力在水平方向上的分力，为滑移体的运动速度，ω为滑移体的转动角速度，γ为土体的重度，θ3为滑移体运动方向与竖直方向的夹角，Kh为水平地震影响系数，Kv为垂直地地震影响系数；根据几何关系，为： 所述θ3为： 在边坡坡顶没有荷载的情况下，边坡土体内部的孔隙水压力呈线性分布，满足关系式：u＝ruγz16其中z为土体内部点到边坡表面的竖直距离，ru为孔压系数；所述孔隙水压力对滑移体的做功功率为： 其中，ρ1为初始半径O1A，为内摩擦角，根据z的定义： 其中，为所述函数f1的纵坐标，为所述函数f2的纵坐标；对z进行直角坐标与极坐标的变换，得到： 其中，与分别是边坡表面曲线段ABC和滑移面曲线在坐标系xO2y中的极坐标表达式； 和均是关于角速度ω的线性函数，分别记为： 所述内功率的表达式为： 将公式22记为： 其中τ为滑移面上的剪应力；所述步骤五具体包括：将方程20、21和23代入方程13中，整理可得到关于τ的一元方程，对其求解得到积分的值，根据屈服准则，当边坡处于稳定状态时，满足： 取σ＝0，公式24变为： 其中，c为黏聚力；令：将公式26代入公式25中，得： 由于恒成立，在不等式27两边同除以并移项，得： 令：其中，kγ为kw为kd为当稳定系数K＝0时，内、外功率相等；当稳定系数K0时，内功率小于外功率，边坡不稳定；当稳定系数K0时，内功率大于外功率，边坡稳定。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 兰州大学 一种基于内外功率比的非直线坡面型边坡稳定性评价方法

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