一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法，包括以下步骤：S1、确定边坡失稳前的断面尺寸；S2、确定边坡岩土层的种类、组合结构和容重；S3、确定滑坡后坡面的断面形态；S4、确定边坡失稳时唯一滑动面形态；S5、确定除了滑动面j

【技术实现步骤摘要】
一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法


[0001]本专利技术隶属于岩土工程与地质工程
，涉及一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法。

技术介绍

[0002]由本领域公知常识可知，土质和岩质边坡岩土体的抗剪强度参数会在以降雨为主的影响下不断降低，直至边坡将要产生失稳破坏的临界值，此时将易产生滑坡地质灾害，造成一定的人员伤亡、经济损失、交通阻断和生态破坏。
[0003]对于新近产生的滑坡灾害，为了进行滑坡的合理设计与治理以及开展类似边坡的准确监测预警，确定失稳边坡产生破坏的岩土体临界抗剪强度参数显得尤为重要。
[0004]岩土的类别及其均匀性和滑动面的形态对失稳边坡岩土体抗剪强度参数的大小都会产生不同程度的影响，而目前尚未有考虑这些因素影响用于确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法。
[0005]因此，需要一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法，实现对不同岩土类型、岩土组合和滑动面形态的失稳边坡岩土体抗剪强度参数进行合理确定，进而更好的服务于滑坡的合理设计与治理以及开展类似边坡的准确监测预警。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法，用于解决以下问题：
[0007]1、解决具有均质岩土材料的失稳边坡岩土体抗剪强度参数(包括粘聚力C和内摩擦角φ)的确定问题；
[0008]2、解决具有不同形态滑动面的失稳边坡岩土体抗剪强度参数的确定问题。
[0009]3、解决具有复杂岩土层组合的失稳边坡岩土体抗剪强度参数的确定问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供了一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法，包括以下步骤：
[0011]S1、确定边坡失稳前的断面尺寸
[0012]通过测量邻近未失稳坡面形态或者查阅设计图纸确定；
[0013]S2、确定边坡岩土层的种类、组合结构和容重
[0014]S20、确定边坡岩土层的种类以及组合结构
[0015]假定确定的岩土层有M种；
[0016]S21、确定容重γ
[0017]在考虑影响因素的前提下，通过取样室内测试进行确定；对于任意的岩土层i，边坡失稳时容重值为γ
i,s
；
[0018]S3、确定滑坡后坡面的断面形态
[0019]在滑坡后坡面上设置多个测点并确定测点坐标，而后依次连接相邻测点坐标，形
成滑坡后坡面；
[0020]S4、确定边坡失稳时唯一滑动面形态
[0021]具体表现形式至少为圆弧、多段线以及多段线与圆弧的组合形式中的一种；
[0022]S5、确定除了滑动面j
t
以外其它任意滑动面j的形态；
[0023]S6、确定失稳边坡岩土体的抗剪强度参数：粘聚力C
i,s
与内摩擦角
[0024]S60、建立未滑坡前的边坡断面模型；
[0025]S61、对边坡岩土层i的粘聚力C
i,s
、内摩擦角与容重γ
i,s
进行分别赋值；
[0026]S62、计算边坡沿着滑动面j
t
产生破坏时的稳定系数K1，以及边坡沿着其它任意滑动面j产生破坏时的稳定系数K
j
；
[0027]S63、由如下限定条件，确定失稳边坡破坏时任意岩土层i的粘聚力C
i,s
与内摩擦角的最终取值，限定条件为：
[0028][0029]|K1‑
K
jmin
|≤0.03
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0030][0031][0032][0033][0034][0035]其中，K1是边坡沿着滑动面j
t
产生破坏时的稳定系数；K
jmin
是边坡沿着除了滑动面j
t
以外的其它任意滑动面产生破坏时的最小稳定系数，此时对应的滑动面为jmin；是判定系数，反映了滑动面jmin与滑动面j
t
的重合程度；SS
res
为残差平方和；SS
tot
为总平方和；y
1,i
为滑动面j
t
上的第i个观察值；为所有观察值y
1,i
的平均值；y
2,i
为滑动面jmin上的第i个观察值。
[0036]优选的，在步骤S21中影响因素为降雨。
[0037]优选的，在步骤S3中在绘图软件中用多段线或者样条曲线依次连接相邻测点坐标。
[0038]优选的，在步骤S3中测点坐标通过激光测距仪、全站仪、水准仪或者GNSS接收机中的一种或者及其组合确定。
[0039]优选的，在步骤S4中滑动面采用现场调查、测量、钻探或者物探确定。
[0040]优选的，在步骤S62中采用边坡极限平衡法计算稳定系数K1和K
j
。
[0041]优选的，边坡极限平衡法至少包括瑞典条分法、简化Bishop法、传递系数法、Spencer法、Morgenstern
‑
Price法之一。
[0042]优选的，在步骤S63中当确定了具有多个粘聚力C
i,s
与内摩擦角时，取多个值的平均值作为两个值的最终取值。
[0043]因此，本专利技术采用上述一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法，考虑岩土的类别、均匀性以及滑动面的形态确定的失稳边坡岩土体抗剪强度参数，更为精准。
[0044]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0045]图1为本专利技术失稳边坡断面示意图；
[0046]图2为本专利技术观察值y
1,i
与y
2,i
的说明示意图；
[0047]图3为本专利技术实验例所述实际失稳边坡；
[0048]图4为本专利技术实验例所述实际失稳边坡的断面图。
具体实施方式
[0049]以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。
[0050]图1为本专利技术失稳边坡断面示意图，如图1所示，本专利技术包括以下步骤：
[0051]S1、确定边坡失稳前的断面尺寸
[0052]通过测量邻近未失稳坡面形态或者查阅设计图纸确定；
[0053]S2、确定边坡岩土层的种类、组合结构和容重
[0054]S20、确定边坡岩土层的种类以及组合结构
[0055]边坡岩土层的种类和组合结构可以通过现场调查、钻探、物探等方法确定，假定确定的岩土层有M种；
[0056]S21、确定容重γ
[0057]在考虑影响因素的前提下，通过取样室内测试进行确定；对于任意的岩土层i，边坡失稳时容重值为γ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定失稳边坡岩土体抗剪强度参数的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、确定边坡失稳前的断面尺寸通过测量邻近未失稳坡面形态或者查阅设计图纸确定；S2、确定边坡岩土层的种类、组合结构和容重S20、确定边坡岩土层的种类以及组合结构假定确定的岩土层有M种；S21、确定容重γ在考虑影响因素的前提下，通过取样室内测试进行确定；对于任意的岩土层i，边坡失稳时容重值为γ
i,s
；S3、确定滑坡后坡面的断面形态在滑坡后坡面上设置多个测点并确定测点坐标，而后依次连接相邻测点坐标，形成滑坡后坡面；S4、确定边坡失稳时唯一滑动面形态具体表现形式至少为圆弧、多段线以及多段线与圆弧的组合形式中的一种；S5、确定除了滑动面j
t
以外其它任意滑动面j的形态；S6、确定失稳边坡岩土体的抗剪强度参数：粘聚力C
i,s
与内摩擦角S60、建立未滑坡前的边坡断面模型；S61、对边坡岩土层i的粘聚力C
i,s
、内摩擦角与容重γ
i,s
进行分别赋值；S62、计算边坡沿着滑动面j
t
产生破坏时的稳定系数K1，以及边坡沿着其它任意滑动面j产生破坏时的稳定系数K
j
；S63、由如下限定条件，确定失稳边坡破坏时任意岩土层i的粘聚力C
i,s
与内摩擦角的最终取值，限定条件为：|K1‑
K
jmin
|≤0.03
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)(2)(2)(2)(2)其中，K1是边坡沿着滑动面j
t
产生破坏时的稳定系数；K
jmin
是边坡沿着除了滑动面j
t
以外的其它任意滑动面产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙巍锋，兰恒星，李郎平，晏长根，伍宇明，包含，石玉玲，许江波，刘世杰，田朝阳，张昊，任轩承，李洲辰，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：