边坡安全系数理论值的快速计算方法技术

本发明专利技术公开了一种边坡安全系数理论值的快速计算方法，包括定义尺度因子；根据已知的边坡高度选择不同的划分网格高度并得到若干组不同的尺度因子；建立若干个除尺度因子不同外剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型；对模型求解得到各个边坡稳定性计算模型所对应的边坡安全系数；对边坡安全系数进行数据拟合得到边坡安全系数拟合式；根据边坡安全系数拟合式得到最终的边坡安全系数理论值。本发明专利技术提供的这种边坡安全系数理论值的快速计算方法，不仅能够从理论上计算边坡安全系数的理论值，而且计算过程快速，可靠性高、实用性好且简单易行。

Fast calculation method of safety factor of slope

【技术实现步骤摘要】
边坡安全系数理论值的快速计算方法
本专利技术属于土木工程领域，具体涉及一种边坡安全系数理论值的快速计算方法。
技术介绍
边坡是指具有一定坡度的坡面。我国山地面积广泛且土木建筑行业发达，因此存在大量的自然边坡和人工边坡。边坡失稳(滑坡)通常会对人民生命财产安全造成威胁并带来巨大经济损失，如交通中断，河道堵塞，城镇掩埋，工程建设受阻等，故边坡稳定性问题一直是岩土工程领域的研究热点。边坡稳定性的分析方法众多，但追根究底其目的不外乎是快速确定边坡安全系数及潜在滑动面位置。目前，极限平衡法LEM和强度折减法SRM等数值模拟方法是计算边坡安全系数的主流。LEM采用的是基于破坏时刻滑移面弯矩、力或剪切强度平衡的方法计算得到边坡安全系数，而SRM则将边坡强度参数初始值与临界值之比定义为安全系数。相比于LEM，SRM无需事先设定潜在滑动面形状与位置，且能反映出边坡渐进破坏的过程，并能得到与LEM相近的计算结果，因而在实际工程中得到了广泛的运用。采用SRM计算边坡安全系数需对边坡计算模型进行网格划分，划分网格的大小会对安全系数计算结果造成一定的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边坡安全系数理论值的快速计算方法，包括如下步骤：/nS1.定义尺度因子；/nS2.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尺度因子；/nS3.根据设定的计算模型和边坡参数，建立若干个除尺度因子不同外剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型；/nS4.对步骤S3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；/nS5.对步骤S4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；/nS6.根据步骤S5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。/n

【技术特征摘要】
1.一种边坡安全系数理论值的快速计算方法，包括如下步骤：
S1.定义尺度因子；
S2.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尺度因子；
S3.根据设定的计算模型和边坡参数，建立若干个除尺度因子不同外剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型；
S4.对步骤S3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；
S5.对步骤S4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；
S6.根据步骤S5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。


2.根据权利要求1所述的边坡安全系数理论值的快速计算方法，其特征在于步骤S1所述的尺度因子，具体为尺度因子定义为划分网格高度与边坡高度的比值，且η＝hgrid/Hslope；η为尺度因子，hgrid为划分网格高度，Hslope为边坡高度。


3.根据权利要求2所述的边坡安全系数理论值的快速计算方法，其特征在于步骤S3所述的建立若干个除尺度因子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；
建立至少三个除尺度因子η不同外，剩余计算条件均相同的边坡稳定性计算模型。


4.根据权利要求3所述的边坡安全系数理论值的快速计算方法，其特征在于所述的最优边坡几何尺寸建立计算模型，具体为边坡计算模型左边界距离坡趾的长度为1.5倍坡高，边坡计算模型右边界距离坡肩的长度为2.5倍坡高，边...

【专利技术属性】
技术研发人员：林杭，陈怡帆，尹湘杰，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