[发明专利]一种双滑移面岩体边坡锚固优化参数的测定方法

权利要求书

1.一种双滑移面岩体边坡锚固优化参数的测定方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：对岩体边坡进行现场勘查与测绘，确定边坡空间几何要素和物理力学参数；

所述步骤1的具体步骤为：

对岩体边坡进行现场勘查与测绘，确定边坡结构面以及岩层的产状；对边坡岩石进行采样并进行直剪实验，确定岩体边坡的粘聚力c、内摩擦角以及岩体重度γ；

步骤2：对岩体边坡稳定性做初步判定，确定岩体边坡的稳定性系数，判定岩体边坡的稳定性；

稳定性系数F为：

其中：ψ_a,ψ_b为结构面法线方向与结构面交线IO的夹角，且0ψ_a90°，0ψ_b90°，A₁，A₂为两结构面的面积；G为楔形体的自身重力；楔形体即为两个结构面切割出的岩体；

根据规范《建筑边坡工程技术规范(GB50330-2005)》边坡安全等级的规定，取安全系数K；当F≥K时，判定边坡处于稳定状态，不需要对边坡采取支护加固措施；当F＜K时，判定边坡处于不稳定状态，需要对边坡采取支护加固措施；

步骤3：根据锚杆布设角度和边坡空间几何要素，确定锚固后岩体边坡的稳定性系数；

稳定性系数的确定包括：

1)锚杆与结构面交线的法线夹角的确定：

对于不稳定状态岩体边坡，根据步骤2得出两结构面的交线IO倾角为α，则垂直交线IO的法线倾角为90°-α；设锚杆入射角为θ，则锚杆与两个结构面交线IO法线的夹角β为β＝(90°-α)-θ；

所述结构面交线的法线为与结构面交线水平投影相重叠的垂直线；

2)锚固后岩体边坡稳定性系数的确定：

锚杆最优入射角为两结构面交线的垂直法线方向，设其锚杆总设计锚固力为T，则其锚杆有效锚固力T'为T′＝Tcosβ＝Tcos(90°-α-θ)；

设锚杆水平方位角与结构面交线IO的夹角为ω(假设ω为锚杆绕其与结构面交线IO的夹角，顺时针为正)，则锚杆在两个结构面上提供的分力T_a＝T'cos(ψ_a-ω)、T_b＝T'cos(ψ_b+ω)；

根据楔形体的受力情况，锚固后岩体边坡的稳定性系数F为：

步骤4：根据锚固后岩体边坡的稳定性系数，确定锚杆最优入射锚固方位角；

所述步骤4的具体步骤为：

由锚杆与边坡结构面交线的夹角为ω，将锚固后岩体边坡的稳定性系数对ω求导，在锚固后岩体边坡的稳定性系数取最大值时，可得锚杆最优入射锚固方位角ω₀；

最优入射锚固方位角

步骤5：根据步骤4，得出锚杆的最优锚固力；

所述步骤5的具体步骤为：

根据边坡安全等级规定，取得安全系数K；将锚杆与边坡结构面交线的夹角ω取值为锚杆最优入射锚固方位角，得出锚杆的最优锚固力；

步骤6：根据锚杆的实际锚固力，确定锚杆处于任意水平方位角的锚固力修正系数，并得出锚杆的最低锚固力；

所述步骤6中确定锚固力修正系数的步骤为：

根据实际工程需要，由锚杆与边坡结构面交线的夹角ω，得出锚杆的实际锚固力T，由实际锚固力T与最优锚固力之比得到锚固力修正系数；

所述步骤6的得出最低锚固力的步骤为：

由锚固力修正系数，得出锚杆处于任意水平方位角时，锚杆的最低锚固力为锚固力修正系数与最优锚固力的乘积。