一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，包括：基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式；通过对滑坡区出露的地层岩性进行电阻率物性测试，再对滑坡体整个剖面进行高密度物探数据采集和处理，得到滑动区域电阻率

【技术实现步骤摘要】
一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法


[0001]本专利技术涉及滑坡防治
，特别涉及一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法
。

技术介绍

[0002]滑坡防治是指在无法绕避滑坡地段或斜坡不稳定地段进行工程建设时所采取的防治措施
。
滑坡稳定性分析是滑坡防治的基础工作，是后续防治工作的前提
。
根据边坡岩土体特征，采取相应措施防止边坡失稳，以保证生产和人员的安全
。
滑坡稳定性分析是滑坡防治的基础工作，是后续防治工作的前提
。
对滑坡进行稳定性研究的意义在于它不仅可为工程施工提供科学的理论依据，而且对滑坡发展趋势的预警预报也具有重要的指导作用
。
[0003]瑞典条分法是计算滑坡稳定性的一种方法，由于原理简单，计算量小而得到广泛应用
。
该方法假定滑裂面是圆弧，将滑裂体划分为若干刚性竖直土条且不考虑土条两侧的作用力
。
通过滑动土体的整体力矩平衡来计算安全系数
F
s
。
[0004]滑坡稳定性系数（
F
s
）计算公式：
[0005]c
i
和分别为第
i
土条底部的抗剪强度指标，
W
i
、l
i
和
α
i
分别是第
i
土条的总重量
、
底部长度和底部倾角
;
对于瑞典条分法的计算公式中对于岩土体参数
c、
获取时需要通过实验获取，过程较为复杂繁琐，且实验数据是所采的土样，具有随机性，得到的
c、 也就具有随机性，且室内试验结果与实际的强度参数可能存在较大的差异
。
因此，最终导致稳定性计算的结果与实际情况差异较大，不能真实反映滑坡体的稳定性状态
。
[0006]因此需要研发一种准确性较高的反映滑坡体的稳定性的方法以克服滑坡防治现有技术的不足
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，该方法将电性参数
ρ
值加权至传统瑞典条分法的计算公式中，优化了瑞典条分法基于室内实验获取岩土体参数进而求取稳定性系数
F
s
的计算方法，解决了现有技术中瑞典条分法基于实验获取岩土体参数，无法真实反映滑坡体稳定性状态的问题
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提供一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，包括以下步骤：
S10、
基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式；
S20、
通过对滑坡区出露的地层岩性进行电阻率物性测试，再对滑坡体整个剖面进行高密度物探数据采集和处理，得到滑动区域的物性参数电阻率
ρ
值；
S30、
将所述滑动区域的物性参数电阻率
ρ
值，分别与岩土体的物理力学参数
c、、
γ
值关联，构建关系模型；
S40、
根据所述物性参数电阻率
ρ
值与物理力学参数
c、、
γ
值关系模型，将对应的所述物性参数电阻率
ρ
值加权至所述滑坡整体的稳定性计算公式中，输出滑坡稳定性计算结果，并进行稳定性评价
。
[0009]进一步地，所述步骤
S10
包括：
S101、
瑞典条分法公式：（1）
F
s
表示滑坡坡稳定性系数；
c
i
和分别为第
i
土条底部的抗剪强度指标；
W
i
、l
i
和
α
i
分别是第
i
土条的总重量
、
底部长度和底部倾角；
S102、
对目标坡体构建土坡模型，并分析构建土坡边界方程和滑动圆弧方程；
S103、
基于瑞典条分法公式
、
土坡边界方程和滑动圆弧方程，进行积分运算得出滑坡整体的稳定性计算公式
。
[0010]进一步地，所述步骤
S102
包括：建立平面直角坐标系，原点
О
取在坡趾处；设土坡滑动时，滑动面
ABC
为圆弧面，其圆心坐标为
O'( x0，
y0)
，半径为
R
，设滑弧与坡顶平面和坡底平面分别相交于
C
点和
A
点，则土坡的边界
AODC
方程为（2）滑动圆弧
ABC
方程为
: （3）式中，
y1表示土坡边界上的任一点的
Y
轴坐标，
x
表示土坡边界上的任一点的
X
轴坐标；
m
表示坡度比率的倒数；
h
表示坡高
。
[0011]进一步地，所述步骤
S103
包括：从圆弧滑动体内取出任一单位厚度的微分土条，土条宽度为
dx,
作用在该微分土条上的诸力进行分析：（4）式中，令滑弧总长
L
＝
∑l
i
；
N
＝
∑W
i
cos
α
i
；
S
＝
∑W
i
sin
α
i
；设
dW
为微分土条的重量，
dW≈
γ
(y1‑
y2)dx
，
γ
为土体的重度；
dN
为作用在微分土条底面的法向力；
dS
为微分土条底面引发的抗剪力；
α
为径向线与过圆心的铅垂线之间的夹角，
d
α
为其增量；
dl
为滑弧微分段弧长，
dl=Rd
α
；则
L
，
N
，
S
可由以下积分给出：
（5）（6）（7）式中：，，；由公式（2）
~
（7）带入公式（1）中可得滑坡稳定性计算公式：（8）
。
[0012]进一步地，所述步骤
S30
包括：
S301、
根据区域的滑坡堆积体的电阻率参数值与滑坡堆积体的物理力学参数
c、、
γ
值，建立关系模型
。
[0013]对于碎块石
、
土体：（9）式中，
ρ
表示电阻率值取其对数值；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、
基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式；
S20、
通过对滑坡区出露的地层岩性进行电阻率物性测试，再对滑坡体整个剖面进行高密度物探数据采集和处理，得到滑动区域的物性参数电阻率
ρ
值；
S30、
将所述滑动区域的物性参数电阻率
ρ
值，分别与岩土体的物理力学参数
c、、
γ
值关联，构建关系模型；
S40、
根据所述物性参数电阻率
ρ
值与物理力学参数
c、、
γ
值关系模型，将对应的所述物性参数电阻率
ρ
值加权至所述滑坡整体的稳定性计算公式中，输出滑坡稳定性计算结果，并进行稳定性评价
。2.
根据权利要求1所述的基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，其特征在于，所述步骤
S10
包括：
S101、
瑞典条分法公式：（1）
F
s
表示滑坡稳定性系数；
c
i
和分别为第
i
土条底部的抗剪强度指标；
W
i
、l
i
和
α
i
分别是第
i
土条的总重量
、
底部长度和底部倾角；
S102、
对目标坡体构建土坡模型，并分析构建土坡边界方程和滑动圆弧方程；
S103、
基于瑞典条分法公式
、
土坡边界方程和滑动圆弧方程，进行积分运算得出滑坡整体的稳定性计算公式
。3.
根据权利要求2所述的基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，其特征在于，所述步骤
S102
包括：建立平面直角坐标系，原点
О
取在坡趾处；设土坡滑动时，滑动面
ABC
为圆弧面，其圆心坐标为
O'(x0，
y0)
，半径为
R
，设滑弧与坡顶平面和坡底平面分别相交于
C
点和
A
点，则土坡的边界
AODC
方程为（2）滑动圆弧
ABC
方程为
:
（3）式中，
y1表示土坡边界上的任一点的
Y
轴坐标，
x
表示土坡边界上的任一点的
X
轴坐标；
m
表示坡度比率的倒数；
h
表示坡高
。4.
根据权利要求2所述的基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，其特征在于，所述步骤
S103
包括：从圆弧滑动体内取出任一单位厚度的微分土条，土条宽度为
dx,
作用在该微分土条上的诸力进...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭长宝，邱振东，闫怡秋，吴瑞安，钟宁，王炀，张亚楠，袁浩，
申请(专利权)人：中国地质科学院地质力学研究所，
类型：发明
国别省市：