利用边坡岩体温度位移场计算识别温度对深部位移影响的方法

摘要

本发明公开了利用边坡岩体温度位移场计算识别温度对深部位移影响的方法：它是在岩体的边坡上钻深孔，利用仪器监测和绘制边坡岩体孔口和/或深部的位移过程线和位移沿深度的分布线；收集或监测气温制温度过程线；收集或测定岩体的热力学参数；确定边坡温度场的边界条件；利用热传导方程计算边坡准稳定温度场；根据准稳定温度场计算温度变化引起的边坡位移场；利用温度位移场计算结果，整理出位移和温度的过程线和沿深度的分布曲线，比较计算温度位移过程线和监测的位移过程线。通过比较计算的温度位移过程线和监测的位移过程线，来判断温度的变化是否对边坡岩体深部位移的变化有影响，影响有多大，通过计算得出的温度、位移过程线和温度、位移沿深度的分布曲线得出温度位移场的规律。

主权项

1、利用边坡岩体温度位移场计算识别温度对深部位移影响的方法，其方法为：在岩体的边坡上钻深孔，利用钻孔测斜仪监测和绘制边坡岩体孔口和/或深部的位移过程线和位移沿深度的分布线；收集或监测环境温度和绘制温度过程线；收集或测定边坡岩体的热力学参数；确定岩体边坡温度场的边界条件；利用热传导方程计算边坡岩体准稳定温度场；根据准稳定温度场计算温度变化引起的边坡岩体位移场；利用温度位移场计算结果，整理出位移和温度的过程线和位移、温度沿深度的分布曲线，比较计算得出的温度位移过程线和监测得到的边坡岩体位移过程线；来判断温度的变化是否对边坡岩体深部位移有影响，通过计算得出的温度、位移过程线和温度、位移沿深度的分布曲线得出温度位移场的分布规律；所述热传导方程为：$\frac{\partial T}{\partial \tau }=a(\frac{{\partial }^{2}T}{{\partial x}^2}+\frac{{\partial }^{2}T}{{\partial y}^2})+\frac{\partial \theta }{\partial \tau }---\left(1\right)$ 边界条件为：对于第一类边界条件，即已知边坡表面的温度分布，则应满足T＝T0+Asinωτ (2)或对于第二类边界条件，即已知边坡表面的热流密度，当表面为绝热时应满足$\frac{\partial T}{\partial n}=0---\left(3\right)$ 或对于第三类边界条件，即边坡表面与周围介质有热交换时，则应满$\lambda \frac{\partial T}{\partial x}{l}_x+\lambda \frac{\partial T}{\partial y}{l}_y+\beta (T-T_0)=0---\left(4\right)$ 式中：T-气温；T0-为给定的边界气温；τ-时间；θ-绝热温升；a＝λ/cρ-导温系数；λ-导热系数；ρ-容重；A-气温变幅；ω-气温变化频率；β-表面放热系数；n-为边界的外法线方向；lx、ly-为边界的法线方向余弦；x、y-为平面坐标；边坡位移场的计算采用有限元法求解。