基于边坡变形破坏机理的临界位移预测预警方法

摘要

本发明提出一种基于边坡变形破坏机理的临界位移预测预警方法，针对推移式边坡稳定变形机理、关键块划分、岩土体力学特性与滑面的变形关系以及滑面不同点的演化特征分析的基础上，提出了滑面位移、基于位移现状稳定系数的计算及边坡坡面位移的决定方法，从而实施预测预报。其优点在于：可以决定边坡破坏时滑面、坡体及坡面上不同点的变形值；可以实施边坡渐渐破坏变形及力的过程描述；结合现行的边坡监测值，可以实施边坡在不同变形状态下的稳定性分析及计算稳定系数大小；结合变形历史，针对边坡的防护措施可以实施耐久性评价。

主权项

一种基于边坡变形破坏机理的临界位移预测预警方法，其特征在于包括如下步骤：⑴分析边坡的基本形态、特征，试验获得滑面、滑体的基本物理力学参数G、S、m、ρ、C、φ、a1,a2,a3,ξN，计算相对应的位移场和应力场，通过应力场决定相对应的稳定系数；⑵将步骤⑴得到的参数代入公式τ＝Gγ[1+γm/S]ρ，式中τ、γ分别表示材料的剪应力和剪应变，τ、G的单位为MPa或kPa或Pa，S、m和ρ为无单位参数，且‑1＜ρ≤0和1+mρ≠0；临界应力空间τpeak采用摩尔库伦准则τpeak＝C+σntanφ，式中C为凝聚力，σn为法向应力，C和σn的单位为MPa或kPa或Pa，φ为滑面摩擦角；临界应变空间γpeak采用公式(γpeak/a3)2‑((σn‑a2)/a1)ξN＝1，式中σn为法向应力，单位为MPa或kPa或Pa；临界应力空间与临界应变空间的关系为τpeak/γpeak＝G[1‑1/(1+mρ)]ρ，临界应变空间符合公式S+(1+mρ)γmpeak＝0；参数ρ=ρ0/（1+(ρ0/ρc‑1)(σn/σnc)ζ)，式中ρ0为法向应力，σn为零值的ρ值，ρc为σn等于σnc时的ρ值，ζ为常系数；⑶经步骤⑵获得滑面各点的临界应变空间，计算出滑面各点的位移；⑷经步骤⑶得到的滑面各点位移，计算出对应应变变化产生的滑面、坡体应力场；至计算出边坡破坏时相对应的应变场和应力场，从 而获得滑面破坏时位移值，即边坡破坏时滑面上不同点的位移值；利用滑体的物理力学参数，计算获得坡体、坡面的不同位移值。