[发明专利]基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程监测领域，尤其涉及一种基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法。

背景技术

边坡稳定性问题作为土力学三大经典问题之一，其稳定分析的方法一直是科学研究者和工程实践者研究的重要领域。

边坡稳定分析的方法很多，不同边坡都有与之对应的力学模型和分析方法，从早期土质边坡的圆弧分析法，到岩质边坡的Sarma法，从连续介质力学方法到基于渗流等的耦合分析，分析的精度和时效性都得到了大幅提高。

其实，边坡实际是一个充满复杂性的系统，以某一局部或某一时间段内测量的相对静态的模型参数来反应整体或全周期下滑坡的相对动态的模态参量，必然会有其局限性和不完善性。

国外研究表明，滑坡的失稳往往是脆性拉伸破坏的同时，也伴随着强度的实时退化。

因此，对边坡强度的实时折减，是数值分析应用实践的瓶颈所在。无论从理论研究还是从生产实践方面，对边坡稳定性模态参量的动态调整是必要的，越来越多的边坡工程提出建立基于实际工程指标的动态稳定分析的要求。

现有技术中，由于模型参数具有获取困难，静态且偏于保守的特点，其理论解在计算滑坡安全性方面过于保守，经常出现边坡安全系数小于1，实际却是稳定的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法，用于真实地反映区域的边坡稳定性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法，该基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法包括：

步骤一、选择边坡重点区域作为观测点。

步骤二、根据选定的观测点建立三维分析模型。

步骤三、计算该观测点的初始固有振动频率。

步骤四、根据计算出的初始固有振动频率，得到动态黏聚力。

步骤五、根据动态黏聚力，以及三维分析模型计算出该边坡重点区域的安全系数。

步骤六、根据计算出的安全系数评判该重点区域的边坡稳定性。

步骤三中，根据公式(1)和公式(2)计算初始固有振动频率；

式中，M为试块重量(单位为N)，L为三维分析模型的型心到原点O的距离(单位为mm)，μ为黏结系数(单位为N/mm²)，S为黏结宽度(单位为mm)，l为黏结长度(单位为mm)，θ为转角(单位为°)，f_o为初始固有振动频率(单位为Hz)。

根据初始黏聚力c₀和初始振动频率f₀，由公式(3)计算得到动态黏聚力c：

式中，c₀为初始黏聚力(单位为kPa)，f₀为初始黏聚力对应的初始固有振动频率(Hz)。

步骤六中，根据计算出的安全系数评判该重点区域的边坡稳定性方法为：若安全系数小于或者等于1则该边坡不稳定；若安全系数大于1则表明该边坡稳定。

三维分析模型为基于GIS系统的三维分析模型。

根据上述基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法得到的安全系数，可以真实的反映该区域的边坡稳定性。另外，该方法模型参数获取较简单，从而减少了节省了计算时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中计算方法流程图；

图2本发明实施例中边坡振动历史曲线和其振动速度谱示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法，该基于固有振动频率动态分析边坡稳定的计算方法包括：

步骤一、选择边坡重点区域作为观测点。

步骤二、根据选定的观测点建立三维分析模型。

步骤三、计算该观测点的初始固有振动频率。