边坡稳定评价的改进双强度折减法

摘要

本发明公开了一种边坡稳定评价的改进双强度折减法，该方法通过分析双折减系数比率和安全系数之间的映射关系，并结合实例的计算，拟合了该映射关系式，并给出了最小安全系数的概念，最终提出改进的双强度折减法，以及通过该方法分析边坡稳定性的一般步骤，为边坡稳定评价提供新的分析方法。

主权项

一种边坡稳定评价的改进双强度折减法，包括以下步骤：第一步、改进双强度折减法的双折减系数比率与安全系数映射关系的确定：(1)首先，通过公式(1)，确定边坡岩体抗剪强度参数和c'，式中，为内摩擦角；c为内聚力；SRF₁和SRF₂为对应的折减系数；(2)接着，采用折减的抗剪强度参数和c'，对边坡进行极限平衡、有限元或有限差分计算，直到被计算的边坡满足失稳条件，此时得到SRF₁和SRF₂的均值即为安全系数Fs；其中，SRF₁≠SRF₂；通过推导，可知双折减系数比率k与安全系数Fs的映射关系式如公式(2)；$Fs=\frac{A}{2k}+\frac{B}{2}k+\frac{A+B}{2}---\left(2\right)$式中，k为两个折减系数的比率A和B为待定系数；通过公式(2)可知，Fs可看作k的函数记为Fs(k)，其最小值Fs_min及对应的双折减系数比率k(Fs_min)如公式(3)和(4)所示；${\mathrm{Fs}}_{min}=\sqrt{AB}+\frac{A+B}{2}---\left(3\right)$$k\left({\mathrm{Fs}}_{\min }\right)=\sqrt{\frac{A}{B}}---\left(4\right)$第二步、基于改进的双强度折减法的边坡稳定型分析步骤：在边坡工况给定条件下，采取最小安全系数Fs_min作为边坡最终安全系数，具体双强度折减法进行边坡稳定性分析步骤如下：(1)概化边坡地质模型，建立计算模型；(2)取任意两个双折减系数k的值，k₁、k₂，分别在这两个k值下，进行模型的基于双强度折减法的安全系数计算；(3)将第(2)步中计算所得的两个安全系数值Fs₁和Fs₂带入式(2)，即获得一个关于A和B的二元一次方程组(5)：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Fs}}_1=\frac{A}{2k_1}+\frac{B}{2}{k}_1+\frac{A+B}{2}\\ {\mathrm{Fs}}_2=\frac{A}{2k_2}+\frac{B}{2}{k}_2+\frac{A+B}{2}\end{array}\right.---\left(5\right)$(4)通过式(5)解得A和B的值，并带入式(3)，计算最小安全系数Fs_min，从而对实际边坡进行最小安全系数的分析。