【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土力学，更具体地，涉及一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法。
技术介绍
1、动载作用下含断层岩质边坡的断层处应力将发生变化，可能使得边坡产生滑动破坏风险，危害到周围人员和建筑的安全。
2、由于断层处于岩质边坡内部难以实时监测到断层处的应力变化情况，因此需要对边坡断层处进行应力监测，并通过应力值进行岩质边坡的滑移判定。现有技术主要是通过模型试验和数值模拟的方法对含断层边坡进行滑移分析。其中，模型试验方法的前期准备工作时间长花费较高且存在一定的尺寸效应。数值模拟方法在模拟边坡滑移时参数选取、网格划分等会造成结果的偏差，而且计算机计算能力有限，精确度也无法保证；然而对于使用理论方法进行边坡滑移深入分析的研究尚有欠缺。
3、现有针对岩质边坡的动力响应研究主要以爆破荷载和地震荷载两大主要动力源开展工作，而目前主要的监测手段是在边坡体上安装速度传感器或位移传感器，这可以反应地面振动情况，但不能反应断层处的复杂应力变化情况，无法对岩质边坡是否发生滑移进行判断。
4、因此，亟需一种能够及时反应断层处复杂应力变化，对岩质边坡是否发生滑移进行及时判断的滑移判定方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，通过理论推导的方式得到动载产生的应力波作用下岩质边坡断层处的叠加应力值并提出滑移判定系数，根据所述滑移判定系数对含断层岩质边坡的滑移风险进行评价，当滑移判定系数大于等于1时
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，包括如下步骤：
3、s1、测量代表岩样的基本参数和监测点岩质边坡基本参数；
4、s2、根据步骤s2获得的所述监测点岩质边坡基本参数建立平面分析模型，根据所述代表岩样的基本参数和所述监测点岩质边坡基本参数计算动载作用下岩质边坡中p波的波速和s波的波速，并确定入射波特征；
5、s3、根据所述监测点岩质边坡基本参数、所述p波的波速和所述s波的波速计算到达断层岩质边坡同一监测点处的若干应力波在边坡体内的传播距离和传播时间；
6、s4、根据岩体的粘弹性系数、所述传播距离、所述传播时间以及入射波的初始波速计算每束入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度值；
7、s5、将到达断层岩质边坡同一监测点处的所有应力波的所述振动速度在沿断层和垂直于断层方向上分解，并根据所述振动速度与入射波对断层岩质边坡监测点处产生的应力值的关系计算监测点处沿断层和垂直于断层方向上的叠加应力；
8、s6、根据所述监测点处沿断层和垂直于断层方向上的叠加应力计算滑移判定系数，根据所述滑移判定系数对含断层岩质边坡的滑移风险进行评价。
9、进一步地，步骤s6中所述根据所述滑移判定系数对含断层岩质边坡的滑移风险进行评价包括：当滑移判定系数大于等于1时，岩质边坡处于稳定状态，否则岩质边坡发生滑移风险。
10、进一步地，步骤s6中，所述滑移判定系数通过式（12）表示：
11、（12）
12、其中，断层上任一监测点处的抗滑力通过式（13）表示：
13、（13）
14、其中，为岩质边坡断层处任一监测点；为抗滑力，为滑动力；为断层上任一监测点处的抗滑力，为断层上任一监测点处沿断层方向的叠加应力；为各监测点沿断层方向的宽度，为断层上任一监测点处垂直于断层方向的叠加应力，为断层处的滑动内摩擦角，为断层处填充物的粘聚力。
15、进一步地，所述代表岩样的基本参数包括岩样的密度、弹性模量、泊松比以及断层处填充物的粘聚力。
16、进一步地，所述监测点岩质边坡基本参数包括岩质边坡断层倾角、边坡坡面倾角、潜在滑体竖向距离、断层至水平面距离、反射p波和透射p波的出射角以及反射s波和透射s波的出射角。
17、进一步地，步骤s2中动载作用下岩质边坡中入射p波的波速通过式（1）表示：
18、（1）
19、其中，为岩样的密度；为岩体样的弹性模量；为岩体样的泊松比；
20、动载作用下岩质边坡中s波的波速通过式（2）表示：
21、（2）
22、动载作用下岩质边坡中p波的波速和动载作用下岩质边坡中s波的波速之间的关系式通过式（3）表示：
23、（3）
24、其中，为反射p波和透射p波的出射角；为反射s波和透射s波的出射角。
25、进一步地，步骤s4中，所述入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度通过式（5）计算：
26、（5）
27、其中，表示入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度；表示岩体的粘弹性系数，表示入射波的初始波速；表示时间，为振动速度的函数自变量；表示到达断层岩质边坡监测点处的应力波在边坡体内的传播距离；表示到达断层岩质边坡监测点处的应力波在边坡体内的传播时间。
28、进一步地，步骤s5中，入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度在沿断层方向的速度分量通过式（6）表示：
29、（6）
30、入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度在垂直于断层方向的速度分量通过式（7）表示：
31、（7）
32、其中，为当到达断层任一监测点m处的应力波为第束p波时的振动速度，为当到达断层任一监测点m处的应力波为为第束s波时的振动速度；表示到达监测点处的应力波为p波的数量；表示到达监测点m处的应力波为s波的数量，且；为反射p波和透射p波的出射角；为反射s波和透射s波的出射角。
33、进一步地，步骤s5中所述监测点处沿断层方向的叠加应力通过式（8）表示：
34、(8)
35、所述监测点处沿断层方向的叠加应力通过式（9）表示：
36、（9）
37、其中， m表示岩质边坡断层处任一监测点；表示p波在岩石介质中传播的波阻抗，表示s波在岩石介质中传播的波阻抗；为断层上部潜在滑体对断层上任一监测点在垂直断层向上的应力；为断层上部潜在滑体对断层上任一监测点在沿断层方向上的应力。
38、进一步地，所述断层上部潜在滑体对断层上任一监测点在沿断层方向上的应力通过式（10）表示：
39、（10）
40、断层上部潜在滑体对断层上任一监测点在垂直断层向上的应力通过式（11）表示：
41、（11）
42、其中，为断层上部潜在滑体的重度；表示断层上部潜在滑体的面积，表示断层的长度。
43、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
44、本专利技术的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤S6中所述根据所述滑移判定系数对含断层岩质边坡的滑移风险进行评价包括：当滑移判定系数大于等于1时，岩质边坡处于稳定状态，否则岩质边坡发生滑移风险。
3.根据权利要求2所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤S6中，所述滑移判定系数 通过式（12）表示：
4.根据权利要求1所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：所述代表岩样的基本参数包括岩样的密度、弹性模量、泊松比以及断层处填充物的粘聚力。
5.根据权利要求1所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：所述监测点岩质边坡基本参数包括岩质边坡断层倾角、边坡坡面倾角、潜在滑体竖向距离、断层至水平面距离、反射P波和透射P波的出射角以及反射S波和透射S波的出射角。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步
7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤S4中，所述入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度通过式（5）计算：
8.根据权利要求7所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤S5中，入射波经透射和反射后到达断层时的振动速度在沿断层方向的速度分量通过式（6）表示：
9.根据权利要求8所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤S5中所述监测点处沿断层方向的叠加应力通过式（8）表示:
10.根据权利要求9所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：所述断层上部潜在滑体对断层上任一监测点在沿断层方向上的应力通过式（10）表示：
...【技术特征摘要】
1.一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤s6中所述根据所述滑移判定系数对含断层岩质边坡的滑移风险进行评价包括：当滑移判定系数大于等于1时，岩质边坡处于稳定状态，否则岩质边坡发生滑移风险。
3.根据权利要求2所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：步骤s6中，所述滑移判定系数 通过式（12）表示：
4.根据权利要求1所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：所述代表岩样的基本参数包括岩样的密度、弹性模量、泊松比以及断层处填充物的粘聚力。
5.根据权利要求1所述的一种动载作用下含断层岩质边坡的滑移判定方法，其特征在于：所述监测点岩质边坡基本参数包括岩质边坡断层倾角、边坡坡面倾角、潜在滑体竖向距离、断层至水平面距离、反射p波和透射p波的出射角以及反射s波和透射s...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴少波，宋博阳，刘晋豪，孟超，刘鑫源，岳山丘，王铭一，范康凯，郑少杰，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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