[发明专利]基于牵引式斜坡变形破坏机理的稳定性分析和预测预警方法

摘要

本发明提出一种基于牵引式斜坡变形破坏机理的稳定性分析和预测预警方法，在牵引式滑坡变形机理、斜坡与滑面的力学特性以及滑面不同点的演化特征分析的基础上，提出了牵引式斜坡的几种破坏模式、基于变形的稳定系数计算方法及斜坡坡面位移的决定方法，从而实施预测预报。其优点在于提出了一种基于传统稳定性分析的不平衡拉力法和可以决定斜坡破坏时滑面、坡体及坡面上不同点的变形值，不同变形状态下的稳定性系数；可以实施斜坡渐渐破坏变形及力演化的过程描述；根据变形与时间的关系，针对斜坡的防护措施能够实施安全评价。

主权项

一种基于牵引式斜坡变形破坏机理的稳定性分析和预测预警方法，其特征在于包含如下步骤：(1)分析牵引式斜坡的变形机理，将斜坡前缘以临界滑面为基准，定义为破坏后区、临界状态面及稳定状态区，牵引式斜坡高度与变形的关系呈现出S曲线特征；分析可能发生破坏的三种情况，情况I为沿最弱的滑面发生破坏，情况II为斜坡发生新的剪切破坏，情况III为坡体或坡体上的节理或裂隙发生拉破坏；(2)计算获得滑面各点的临界应变值，并计算出现行滑面临界应力状态点及位移值；(3)针对步骤(1)的三种情况分别计算稳定系数，进行稳定性分析；具体为利用不平衡拉力法计算稳定系数：(3.1)先对选定坡体的滑面，结合坡面特征点决定滑面特征点，对滑面特征点的切线作垂线，交滑体坡面形成不同特征点；(3.2)连接各特征点形成直线，形成不平衡拉力法的计算条块；(3.3)不平衡拉力法的假设同不平衡推力法假设；(3.4)计算时，按条块编号从下往上进行；(3.5)计算方法为使斜坡体最上面的一个条块推力为零，从而获得不平衡拉力法的各条块下滑力、阻力、剩余拉力和稳定系数；上述不平衡拉力法的条块划分是为了决定坡体各特征点对应的最小断面，比较各断面所对应的剩余拉力Pi和滑体相应断面对应的最大抗拉力Pit＝σctSd大小，从而决定各断面是否发生拉破坏，当Pi≥Pit时，滑体发生拉破坏；式中σct,Sd分别为滑体或节理、裂隙的抗拉强度和对应的断面面积；(4)利用边坡稳定性计算的滑面边界法获取斜坡坡面位移，进行预测预警。