[发明专利]一种考虑局部劣化的土体边坡稳定性分析方法及系统

说明书

本公开提供了一种考虑局部劣化的土体边坡稳定性分析方法及系统，属于边坡稳定性评价技术领域，包括获取待预测的边坡参数，并构建边坡模型，定义粘聚力和内摩擦角的折减系数，并计算综合安全系数；根据土体软化过程，推导粘聚力和内摩擦角折减系数之间的映射关系，先将边坡模型整体折减，得到边坡的塑性区范围；提取土体单元，将提取的土体单元按照折减系数间的映射关系对粘聚力和内摩擦角进行迭代折减，实现考虑局部劣化的综合系数边坡稳定性的折减计算。

技术领域

本公开涉及边坡稳定性评价技术领域，具体涉及一种考虑局部劣化的土体边坡稳定性分析方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

边坡稳定性是指边坡岩、土体在一定坡高和坡角条件下的稳定程度。自然边坡或者人工边坡都应该具备保持安全稳定的条件和能力，这两类边坡的岩土体在各种内外因素作用下逐渐发生化，坡体应力状态也随之改变，当滑动力或者倾覆力达以至超过抗滑力或者抗倾覆力而失去平衡时，即出现变破坏，造成灾害或威胁建筑物安全，所以对于评估边坡稳定性非常的重要。

强度折减法由于不仅能得到边坡稳定性的安全系数，并且还能得到潜在的滑裂面，所以在边坡稳定性分析中被广泛使用，但是传统强度折减法不考虑边坡破坏过程中粘聚力和内摩擦角衰减速度的差异问题，现有的多安全系数虽然体现了粘聚力和内摩擦角安全储备的不同，但是其强度参数折减过程未考虑土体劣化的过程，在折减比的确定上具有一定局限性与盲目性，在此基础上得到的安全储备难有说服力，且在衡量安全性时，缺乏唯一指标，或仅以算数平均出力为单一系数；此外，传统的强度折减法在计算时将整体边坡进行强度折减，而实际上，边坡失稳通常是由于滑动带局部的土体强度参数受到弱化或者外荷载出现变化引起的，强度弱化的土体基本只存在与局部区域，如果对全部单元进行强度折减，理论上会得出偏大于实际的位移，不能准确地反映边坡失稳时的局部劣化情况与真实变形。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种考虑局部劣化的土体边坡稳定性分析方法及系统，采用考虑局部劣化的综合系数边坡强度折减法，从土体劣化过程角度出发，对边坡潜在滑裂带进行局部强度折减，确定综合安全系数，准确地反映边坡失稳时的局部劣化情况与真实变形。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种考虑局部劣化的土体边坡稳定性分析方法，包括：

获取待预测的边坡参数，并构建边坡模型；测量获取土体粘聚力以及内摩擦角数据；

定义粘聚力和内摩擦角的折减系数，并计算综合安全系数；

根据土体软化过程，推导粘聚力和内摩擦角折减系数之间的映射关系；

计算时，先将边坡模型整体折减，得到边坡的塑性区范围；提取土体单元，求解自重应力，将提取的土体单元按照折减系数间的映射关系对粘聚力和内摩擦角进行迭代折减，实现考虑局部劣化的综合系数边坡稳定性的折减计算。

根据另一些实施例，本公开还采用如下技术方案：

一种考虑局部劣化的土体边坡稳定性分析系统，包括：

数据处理中心，用于获取待预测的边坡参数，并构建边坡模型；测量获取土体粘聚力以及内摩擦角数据；

模型计算模块，用于定义粘聚力和内摩擦角的折减系数，并计算综合安全系数；

数据分析模块，用于根据土体软化过程，推导粘聚力和内摩擦角折减系数之间的映射关系；

所述模型计算模块在计算时，先将边坡模型整体折减，得到边坡的塑性区范围；提取土体单元，求解自重应力，将提取的土体单元按照折减系数间的映射关系对粘聚力和内摩擦角进行迭代折减，实现考虑局部劣化的综合系数边坡稳定性的折减计算。