一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法技术

本发明专利技术公开了一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法，包括以下步骤：S1：获取路基土质边坡参数；S2：确定边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数；S3：确定边坡稳定可靠指标；S4：评定路基土质边坡稳定可靠性。本发明专利技术公开的路基土质边坡稳定可靠性的快速评定方法对路基工程建造与维护的完善具有参考价值。基于工程中测定获得的路基土质边坡几何及材料参数，依据Fellenius极限平衡方法获得稳定安全系数，并根据边坡材料和几何参数确定对应效应因数，根据公开的可靠指标估算模型获得能考虑土体强度参数变异性影响，与安全系数对应的可靠指标。标。标。

【技术实现步骤摘要】
一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法


[0001]本专利技术属于岩土工程边坡稳定性分析
，具体涉及一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法。

技术介绍

[0002]路基作为线路工程三大基础结构之一，在铁路与公路工程中均具有较高占比，其中，路基边坡失稳破坏是影响线路工程运营安全的主要风险来源之一。据此，开展路基边坡稳定可靠性快速评估研究，对行车安全性的提高具有重要工程价值与现实意义。工程中，常用确定性分析方法进行评价，该方法是以整体极限平衡为前提，如对象是一般土质滑动楔体，设定滑动面为圆弧面，将楔体划分为各块土条，然后计算获得边坡稳定性评价性指标稳定安全系数F
s
，具有简便直观和丰富工程经验的特点。然而，由于土体强度参数具有变异性，实质上F
s
会呈现一定分布，如此，采用参数均值计算得到的稳定安全系数单一，不能完全量化边坡的安全程度，会导致具有相同F
s
的边坡却具有不同的失效可能性。基于此，可考虑土体强度参数变异特性，以可靠指标β(失效概率P
f
)为表达，能更全面评价边坡失稳可能性的概率分析方法，被引入边坡工程并对传统方法进行了补充。现有的概率分析方法，主要采用一次二阶矩法、一阶可靠度法、基于Monte Carlo模拟的随机有限元法计算边坡可靠指标β，存在计算复杂和耗时较长的不足，制约了实际应用。
[0003]由于稳定可靠指标β能考虑边坡土体强度参数不确定性，相比稳定安全系数F
s
更为全面，但存在计算过程繁杂和数据量巨大的缺陷，尤其对于工程失效的小概率事件，即使概念简单且适用性强的Monte Carlo法也需要对大量的随机样本进行计算才能获得偏差较小的β(P
f
)。因此，基于多因素影响，提出一种土质边坡稳定可靠指标β快速评定方法，对完善路基工程的建造与维护具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法包括以下步骤：
[0006]S1：获取路基土质边坡参数；
[0007]S2：根据路基土质边坡参数，确定边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数；
[0008]S3：根据路基土质边坡参数、边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数，确定边坡稳定可靠指标；
[0009]S4：根据边坡稳定可靠指标和边坡稳定安全系数，评定路基土质边坡稳定可靠性。
[0010]进一步地，步骤S1中，路基土质边坡参数包括路基边坡几何参数坡高h、坡率1:m、土体容重均值土体容重变异系数δ
γ
、土体抗剪强度参数黏聚力均值土体抗剪强度参数黏聚力变异系数δ
c
、内摩擦角均值和内摩擦角变异系数其中，m表示边坡的坡率系数。
[0011]进一步地，步骤S1中，采用坡率为1:m＝1:1.5、土体抗剪强度参数黏聚力均值且内摩擦角均值的路基土质边坡，其中，m表示边坡的坡率系数。
[0012]进一步地，步骤S2中，确定边坡稳定安全系数的具体方法为：根据路基边坡几何参数坡高h、坡率1:m、土体容重均值土体抗剪强度黏聚力均值和内摩擦角均值利用Fellenius极限平衡法确定边坡稳定安全系数F
s
，其中，m表示边坡的坡率系数。
[0013]进一步地，步骤S2中，边坡材料效应因数ζ的计算公式为：
[0014]ζ＝1.526/(δ
c
+0.012)
[0015]其中，δ
c
表示土体抗剪强度参数黏聚力变异系数。
[0016]进一步地，步骤S2中，第一边坡几何效应因数η1的计算公式为：
[0017]η1＝0.5h+1.37
[0018]其中，h表示路基边坡几何参数坡高；
[0019]第二边坡几何效应因数η2的计算公式为：
[0020]η2＝(4h
‑
1.25
+0.8)。
[0021]进一步地，步骤S3中，边坡稳定可靠指标β的计算公式为：
[0022][0023]其中，ζ表示边坡材料效应因数，η1表示第一边坡几何效应因数，η2表示第二边坡几何效应因数，表示内摩擦角均值，F
s
表示边坡稳定安全系数，表示土体抗剪强度黏聚力均值。
[0024]进一步地，步骤S4中，评定路基土质边坡稳定可靠性的具体方法为：若边坡稳定可靠指标β大于设定控制值[β]且边坡稳定安全系数F
s
≥1.377，则边坡稳定可靠性满足要求，否则边坡稳定可靠性不满足要求。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026](1)边坡稳定可靠性受边坡几何及材料参数的综合影响，稳定可靠指标与坡高、土体抗剪强度参数黏聚力均值及变异系数、内摩擦角均值和稳定安全系数具有复杂关系，通过幂函数与对数组合的关系式可快速获得边坡稳定可靠指标，进而实现边坡稳定可靠性的高效评估；
[0027](2)本专利技术在快速获得边坡稳定可靠指标的同时，还能对边坡稳定性评价的风险进行控制。对于黏聚力均值和内摩擦角均值的一般土质边坡，在满足且边坡稳定安全系数F
s
≥1.377条件下，边坡稳定可靠性评价风险较小，进而保证边坡稳定可靠性快速评估的安全性；
[0028](3)本专利技术公开的路基土质边坡稳定可靠性的快速评定方法对路基工程建造与维护的完善具有参考价值。基于工程中测定获得的路基土质边坡几何及材料参数，依据Fellenius极限平衡方法获得稳定安全系数，并根据边坡材料和几何参数确定对应效应因数，根据公开的可靠指标估算模型获得能考虑土体强度参数变异性影响，与安全系数对应的可靠指标。
附图说明
[0029]图1为路基土质边坡稳定可靠性评定方法的流程图；
[0030]图2为边坡稳定可靠指标估算偏差Δβ～安全系数F
s
关系图；
[0031]图3为边坡稳定可靠指标估算偏差Δβ随土体抗剪强度参数黏聚力均值和内摩擦角均值变化等值线图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。
[0033]如图1所示，本专利技术提供了一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法，包括以下步骤：
[0034]S1：获取路基土质边坡参数；
[0035]S2：根据路基土质边坡参数，确定边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数；
[0036]S3：根据路基土质边坡参数、边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数，确定边坡稳定可靠指标；
[0037]S4：根据边坡稳定可靠指标和边坡稳定安全系数，评定路基土质边坡稳定可靠性。
[0038]在本专利技术实施例中，步骤S1中，路基土质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路基土质边坡稳定可靠性评定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取路基土质边坡参数；S2：根据路基土质边坡参数，确定边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数；S3：根据路基土质边坡参数、边坡稳定安全系数、边坡材料效应因数、第一边坡几何效应因数和第二边坡几何效应因数，确定边坡稳定可靠指标；S4：根据边坡稳定可靠指标和边坡稳定安全系数，评定路基土质边坡稳定可靠性。2.根据权利要求1所述的路基土质边坡稳定可靠性评定方法，其特征在于，所述步骤S1中，路基土质边坡参数包括路基边坡几何参数坡高h、坡率1:m、土体容重均值土体容重变异系数δ
γ
、土体抗剪强度参数黏聚力均值土体抗剪强度参数黏聚力变异系数δ
c
、内摩擦角均值和内摩擦角变异系数其中，m表示边坡的坡率系数。3.根据权利要求2所述的路基土质边坡稳定可靠性评定方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用坡率为1:m＝1:1.5、土体抗剪强度参数黏聚力均值kPa且内摩擦角均值的路基土质边坡，其中，m表示边坡的坡率系数。4.根据权利要求2所述的路基土质边坡稳定可靠性评定方法，其特征在于，所述步骤S2中，确定边坡稳定安全系数的具体方法为：根据路基边坡几何参数坡高h、坡率1:m、土体容重均值土体抗剪强度黏聚力均值和内摩擦角均值利用Fellenius极限平衡法确定边坡稳定安全系数F...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗强，王棋，张文生，蒋良潍，张良，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：