[发明专利]一种联合中性点计算及有限元模拟的滑坡稳定性辨识方法

权利要求书

1.一种联合中性点计算及有限元模拟的滑坡稳定性辨识方法，其特征在于，该方法包括以下内容：

计算库水引起滑坡稳定性突变的中性点，确定较陡段基覆面和较缓段基覆面的分界面；

获得考虑渗透力和浮托力单因素情况下，库水作用于分界面两侧时的渗透力和浮拖力对滑坡稳定性的影响规律；

2.以确定的分界面建立陡缓型基覆面滑坡有限元数值模型，在数值模型中考察滑体渗透系数k/库水波动速度v这一无量纲参数的变化对陡缓型基覆面滑坡稳定性的影响，辨识出渗透力和浮托力耦合因素作用下库水波动范围处于分界面两侧时的滑坡稳定性，即探明渗透力和浮托力对滑坡稳定性的主控程度；

所述分界面的确定过程是是：

(a)根据条分法理论获得库水影响下单位滑体条块所受渗透力F_渗透力和浮托力F_浮托力；

(b)将初始安全系数Fos_初始定义为抗滑力F_下滑与下滑力F_抗滑之比：

当且仅当渗透力F_渗透力被考虑时，获得单位条块的安全系数Fos_渗透力：

(c)当且仅当浮托力F_浮托力被考虑时，假设由浮托力的作用而导致单位条块上的有效重度变化量为G，G引起滑动面上的抗滑力和下滑力的变化量分别是ΔF_抗滑和ΔF_下滑；因此，由有效重度变化量G而引起的滑坡安全系数Fos_浮托力的计算公式为公式(3)：

式3)中θ表示基覆面倾角，φ表示基覆面内摩擦角；

故，ΔFos_浮托力＝Fos_浮托力-Fos_初始 (4)

将式1)和式3)代入式4)联合得：

由公式5)，当也就是ΔFos_浮托力＝0，即有效重度变化量G对滑坡的稳定性不产生影响，即中性点；

中性点所对应的θ即为较陡段基覆面和较缓段基覆面的分界面。

2.根据权利要求1所述的滑坡稳定性辨识方法，其特征在于，获得考虑渗透力和浮托力单因素情况下，库水作用于分界面两侧时的渗透力和浮拖力对滑坡稳定性的影响规律的具体过程是：

(a)当且仅当渗透力被考虑时，根据渗透力F_渗透力的符号特征判断库水上升和库水下降分别作用于较陡段基覆面和较缓段基覆面时，滑坡稳定性的变化规律为；

库水下降而引起的渗透力会降低斜坡稳定性，库水上升而引起的渗透力会增加斜坡稳定性；

(b)当且仅当浮托力被考虑时，库水上升和库水下降分别作用于较陡段基覆面和较缓段基覆面时，滑坡稳定性影响规律；

库水下降且库水下降段的影响范围为较缓段基覆面，库水下降所导致的浮托力会提高斜坡稳定性；

库水上升且库水上升段的影响范围为较缓段基覆面，库水上升所导致的浮托力会降低斜坡稳定性；

库水下降且库水下降段的影响范围为较陡段基覆面，库水下降所导致的浮托力会降低斜坡稳定性；

库水上升且库水上升段的影响范围为较陡段基覆面，库水上升所导致的浮托力会增加斜坡稳定性。

3.根据权利要求1所述的滑坡稳定性辨识方法，其特征在于，所述有限元数值模型建立采用的软件为Geo-slope、ANSYS、ABAQUS、Geo-studio或ADINA，无量纲参数的变化范围为0.001～1000。

4.根据权利要求1所述的滑坡稳定性辨识方法，其特征在于，考察滑体渗透系数k/库水波动速度v这一无量纲参数的变化是指，无量纲参数按照数值增大的方式依次设置。