[发明专利]一种高陡边坡稳定性计算方法

权利要求书

1.一种高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，包括步骤：

将高陡边坡的破坏面等效为双段线形，并将高陡边坡的滑体等效为相接的第一三角形楔体和第二三角形楔体；

分析所述第二三角形楔体的受力情况，并对所述第二三角形的受力进行计算；

结合所述第二三角形楔体的受力，计算所述第二三角形楔体底面的法向静力平衡和切向静力平衡；

结合边坡安全系数、所述第二三角形楔体的受力、所述法向静力平衡和所述切向静力平衡计算所述高陡边坡的稳定性系数。

2.根据权利要求1所述的高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，当所述高陡边坡为无地下水的高陡边坡时，所述第二三角形楔体的受力包括所述第一三角形楔体对所述第二三角形楔体施加的主动土压力推力。

3.根据权利要求2所述的高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，所述主动土压力推力为：

其中，E_a为总主动土压力，γ为土重度，h₁为第一三角形楔体的高度，H为边坡高度，θ为第二三角形楔体的底面与地面之间的夹角，θ＝α-π/4+φ/2，α为高陡边坡坡面与地面之间的夹角，K_a为主动土压力系数，c和φ为土的抗剪强度指标。

4.根据权利要求2所述的高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，结合所述第二三角形楔体的受力，计算所述第二三角形楔体底面的法向静力平衡和切向静力平衡，包括：

利用所述主动土压力推力，计算所述第二三角形楔体底面的法向静力平衡：

N-W_BCD cosθ-E_a sinθ＝0

其中，N为第二三角形楔体的底面的剪切面上的正应力，W_BCD为第一三角形楔体的自重，E_a为总主动土压力，θ为第二三角形楔体的底面与地面之间的夹角；

利用所述主动土压力推力，计算所述第二三角形楔体底面的切向静力平衡：

S-W_BCD sinθ-E_a cosθ＝0

其中，S为第二三角形楔体的底面的剪切面上的切应力。

5.根据权利要求2所述的高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，结合边坡安全系数、所述第二三角形楔体的受力、所述法向静力平衡和所述切向静力平衡计算所述高陡边坡的稳定性系数，包括：

所述边坡安全系数为：

其中，N为第二三角形楔体的底面的剪切面上的正应力，c和φ为土的抗剪强度指标，b₂为第一三角形楔体的底面长度，S为第二三角形楔体的底面的剪切面上的切应力；

结合边坡安全系数、所述主动土压力推力、所述法向静力平衡和所述切向静力平衡计算所述高陡边坡的稳定性系数：

其中，h₁为第一三角形楔体的高度，h₂为第二三角形楔体底面的高度，γ为土重度，θ为第二三角形楔体的底面与地面之间的夹角，θ＝α-π/4+φ/2，E_a为总主动土压力，c和φ为土的抗剪强度指标。

6.根据权利要求1所述的高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，所述高陡边坡为有地下水的高陡边坡时，所述第二三角形楔体的受力包括：所述第一三角形楔体对所述第二三角形楔体施加的主动土压力推力、静水压力以及所述第二三角形楔体底面处的总孔隙水压力，其中，所述主动土压力推力和所述静水压力形成总主动土压力。

7.根据权利要求6所述的高陡边坡稳定性计算方法，其特征在于，所述总主动土压力为：

其中，E_a为总主动土压力，γ为土重度，H为边坡高度，h₁为第一三角形楔体的高度，θ为第二三角形楔体的底面与地面之间的夹角，θ＝α-π/4+φ/2，α为高陡边坡坡面与地面之间的夹角，K_a为主动土压力系数，c和φ为土的抗剪强度指标，h_w为地下水位高度，h₂为第二三角形楔体底面的高度。