【技术实现步骤摘要】
任意尺度边坡等精度安全系数计算方法及网格划分方法
本专利技术属于土木工程领域，具体涉及一种任意尺度边坡等精度安全系数计算方法及网格划分方法。
技术介绍
边坡稳定性问题一直是岩土工程领域的研究热点。有限差分强度折减法是随着计算机性能提高而逐渐兴起的一种方法，由于其简单、快速、有效等优点而为岩土工程师和专家们广泛接受和采纳。但事实上，强度折减法在实际工程应用中也存在诸多问题，其中一个关键问题便在于多尺度边坡稳定性计算精度。一般情况下，工程边坡的坡高、坡度等尺度参数都是复杂多变的，且存在诸多不确定性，能够直接影响边坡稳定性计算结果。而在以往的边坡稳定性研究中，计算模型的网格形状、尺寸划分往往都是人为确定的，缺少一定的依据，因此，计算安全系数存在一定主观性，并且精度难以保证。另一方面，对于不同尺度边坡的稳定性分析，若模型采用相同数值计算网格，则会对计算结果产生不同的影响，导致计算结果精度不同，使其不具可比性。据统计，国内有记载的46座大型露天矿山的235起边坡破坏中，总体边坡破坏占6％，台阶边坡与组合台阶边坡破坏占94％，两...
【技术保护点】
1.一种任意尺度边坡等精度安全系数计算方法，包括如下步骤：/nS1.获取边坡安全系数理论值；/nS2.以步骤S1获取的边坡安全系数理论值为基准，计算目标误差下的边坡安全系数相对值；/nS3.根据步骤S2得到的边坡安全系数相对值，结合边坡实际高度，计算得到网格高度；/nS4.改变计算模型的边坡高度，重复步骤S1～S3，得到任意边坡高度下目标误差下进行边坡稳定性等精度分析的相对坡高比；/nS5.改变计算模型的边坡角度，重复步骤S1～S3，得到任意边坡角度下目标误差下进行边坡稳定性等精度分析的相对坡高比；/nS6.根据步骤S4和步骤S5得到的相对坡高比数据，计算得到任意尺度边坡等精度安全系数。/n
【技术特征摘要】
1.一种任意尺度边坡等精度安全系数计算方法，包括如下步骤：
S1.获取边坡安全系数理论值；
S2.以步骤S1获取的边坡安全系数理论值为基准，计算目标误差下的边坡安全系数相对值；
S3.根据步骤S2得到的边坡安全系数相对值，结合边坡实际高度，计算得到网格高度；
S4.改变计算模型的边坡高度，重复步骤S1～S3，得到任意边坡高度下目标误差下进行边坡稳定性等精度分析的相对坡高比；
S5.改变计算模型的边坡角度，重复步骤S1～S3，得到任意边坡角度下目标误差下进行边坡稳定性等精度分析的相对坡高比；
S6.根据步骤S4和步骤S5得到的相对坡高比数据，计算得到任意尺度边坡等精度安全系数。
2.根据权利要求1所述的任意尺度边坡等精度安全系数计算方法，其特征在于步骤S1所述的获取边坡安全系数理论值，具体为采用如下步骤计算边坡安全系数理论值：
A.定义相对坡高比；
B.根据已知的边坡高度，选择不同的划分网格高度，从而得到若干组不同的相对坡高比；
C.根据设定的计算模型和边坡参数，建立若干个除相对坡高比不同外剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型；
D.对步骤C建立的若干个边坡稳定性计算模型进行求解，获得各个边坡稳定性计算模型所对应的边坡安全系数；
E.对步骤D得到的各个边坡稳定性计算模型所对应的边坡安全系数进行数据拟合，从而得到边坡安全系数拟合式；
F.根据步骤E得到的边坡安全系数拟合式，计算得到最终的边坡安全系数理论值。
3.根据权利要求2所述的任意尺度边坡等精度安全系数计算方法，其特征在于步骤A所述的相对坡高比，具体为相对坡高比定义为划分网格高度与边坡高度的比值，且η＝hgrid/Hslope；η为相对坡高比，hgrid为划分网格高度，Hslope为边坡高度。
4.根据权利要求3所述的任意尺度边坡等精度安全系数计算方法，其特征在于步骤C所述的建立若干个除相对坡高比不同外剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型，具体为边坡参数全部采用如下参数值：
密度ρ＝1.93，单位为g·cm-3；
弹性模量E＝56.5，单位为MPa；
泊松比u＝0.4；
粘聚力c＝25，单位为ηPa；
内摩擦角φ＝20°；
采用最优边坡几何尺寸建立计算模型；
建立至少三个除相对坡高比η不同外，剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：林杭，尹湘杰，陈怡帆，曹日红，汪亦显，赵延林，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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