【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡监测，具体涉及一种针对土质边坡滑动区域的分区研究方法及装置。
技术介绍
1、边坡是指构成工程的边界或地形中的坡面。它们通常由土石杂料构成，因此在风化和水土流失作用下会受到破坏。这种破坏会导致边坡的坍塌，给周围环境带来严重的损害，甚至会带来生命财产的严重损失。为防止这种情况的发生，需要对边坡进行定期的监测和评估。边坡监测是一项非常重要的工程监测活动，它的主要目的是为了监测边坡的稳定性,以便及时发现并排除可能导致山体滑坡等事故发生的危险因素。
2、现有边坡监测主要针对边坡整体开展相关工作，而边坡的最终破坏大概率是由局部区域的长时间变形积累导致。边坡的局部滑动破坏是一个缓慢的变形过程，长时间的积累才会导致灾害的发生。因此在边坡监测时，有必要针对边坡局部变形开展研究，而针对边坡局部变形开展分区监测的既有研究较少。另外，在对边坡进行分区研究时，边坡局部滑动变形区域的大小、影响范围均会随着破坏的积累而发生变化，若在此滑动变形过程中对滑动区域采用从始至终不变的区域划定，则会导致分区范围的不准确，后续针对边坡局部变形分析时也会产生较大误差，进而影响边坡监测的准确性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种针对土质边坡滑动区域的分区研究方法及装置，提高边坡监测的准确性。
2、第一方面，本专利技术提供一种针对土质边坡滑动区域的分区研究方法。
3、在第一种可实现方式中，一种针对土质边坡滑动区域的分区研究方法，包括：
5、根据各土体单元的应力参数获取土体单元的最大主应力方向角；
6、根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行分区优化。
7、结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
8、根据土体自重和土体单元深度获取土体单元垂直方向上的第一正应力；
9、根据第一正应力和土体泊松比获取土体单元水平方向上的第二正应力；
10、根据土体的内摩擦角、粘聚力和第一正应力获取土体单元的第一剪应力。
11、结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
12、根据土体的内摩擦角和粘聚力获取土体单元的第二剪应力；
13、根据第二剪应力、土体大主应力和土体小主应力分别获取土体单元水平方向上的第三正应力和土体单元垂直方向上的第四正应力。
14、结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
15、根据水平方向上的线应变、垂直方向上的线应变、土体的泊松比和拉压弹性模量获取土体单元水平方向上的第五正应力和土体单元垂直方向上的第六正应力；
16、根据切应变、土体的泊松比和拉压弹性模量获取第三剪应力。
17、结合第二至第四任一种可实现方式，在第五种可实现方式中，根据各土体单元的应力参数获取土体单元的最大主应力方向角，包括：
18、根据土体单元的水平方向正应力、垂直方向正应力和剪应力获取应力摩尔圆半径；
19、根据土体单元的水平方向正应力、垂直方向正应力和应力摩尔圆半径获取最大主应力方向角。
20、结合第五种可实现方式，在第六种可实现方式中，通过以下公式获取最大主应力方向角：
21、
22、在上式中，σx为土体单元在xy平面内的水平方向正应力，σy为土体单元在xy平面内的垂直方向正应力，τxy为土体单元的剪应力；r表示应力摩尔圆半径，α为最大主应力方向角。
23、结合第一种可实现方式，在第七种可实现方式中，根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行优化分区，包括：
24、将90度划分为均等的若干份，每等份为一个角度区间；
25、确定各土体单元的最大主应力方向角所在的角度区间；
26、将最大主应力方向角属于同一个角度区间，且位置相邻的土体单元合并为一个区域。
27、结合第一种可实现方式，在第八种可实现方式中，根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行优化分区之后，还包括：
28、在优化分区后的各区域边缘处确定活动土体单元；
29、按照活动土体单元对各优化分区后的各区域边缘进行调整，形成锯齿状分区；
30、对各锯齿状分区内部进行二次分区优化；
31、将二次分区优化后的各锯齿状分区边缘连接，获得最终滑动优化分区。
32、第二方面，本专利技术提供一种针对土质边坡滑动区域的分区研究装置。
33、在第九种可实现方式中，一种针对土质边坡滑动区域的分区研究装置，包括：
34、应力参数获取模块，被配置为获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数；
35、最大主应力方向角获取模块，被配置为根据各土体单元的应力参数获取土体单元的最大主应力方向角；
36、优化分区模块，被配置为根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行分区优化。
37、第三方面，本专利技术提供另一种针对土质边坡滑动区域的分区研究装置。
38、在第十种可实现方式中，一种针对土质边坡滑动区域的分区研究装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如上述的针对土质边坡滑动区域的分区研究方法。
39、由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：
40、根据初始滑动分区内各土体单元的应力参数获取最大主应力方向角，进而根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行优化分区。这样，在对边坡进行分区研究的过程中，对滑动区域进一步优化分区，提高了分区范围的准确性，减少后续针对边坡局部变形分析时的误差，从而提高了边坡监测的准确性。
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1.一种针对土质边坡滑动区域的分区研究方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，根据各土体单元的应力参数获取土体单元的最大主应力方向角，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下公式获取最大主应力方向角：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行分区优化，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据最大主应力方向角对初始滑动区域进行优化分区之后，还包括：
9.一种针对土质边坡滑动区域的分区研究装置，其特征在于，包括：
10.一种针对土质边坡滑动区域的分区研究装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种针对土质边坡滑动区域的分区研究方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始滑动分区内各土体单元的应力参数，包括：
5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，根据各土体单元的应力参数获取土体单元的最大主应力方向角，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎宗岭，谭玲，黄河，杨光清，徐峰，毛友平，温辉波，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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