[发明专利]结合边坡浅层滑动面的包络图判断边坡稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及边坡防护领域，特别涉及一种结合边坡浅层滑动面的包络图判断边坡稳定性的方法。

背景技术

短期集中降雨入渗是诱发边坡失稳最主要的原因之一。由于造价的等因素，大量土质路堑边坡在公路施工期及运营期均裸露在外或者以简单的植草进行防护。在较长时间日照、降雨、温度等自然因素的影响下，其表层土体风化程度逐步加大，细粒结构因渗流因素大量流失，土体性状相较浅层土体有的差异越来越大。因而在短期集中降雨作用下易发生以浅层滑坡为主的坡体失稳，滑动类型一般为小型的平面或非圆弧滑动和崩塌，风化表层土与浅层土体结合部附近易成为滑动面。

在边坡稳定性分析评价中，稳定系数(安全系数)一直是作为判别边坡是否稳定的重要指标，然而对于具体的稳定系数都是通过对应滑动面求得的，这样确定边坡浅层滑动面位置正确与否就决定着边坡稳定性分析的正确性与可靠性，所以对于这种表层土与其临近浅层土体性状相差较大的结构边坡的安全稳定性评价中一个至关重要的内容是判断边坡表层潜在滑动面的位置。传统边坡的浅层滑动面是根据边坡土体天然含水率时土体的各物理力学参数确定，并未考虑含水率变化时边坡的浅层滑动面会发生变化。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的技术效果能克服上述的缺陷，提供一种结合边坡浅层滑动面的包络图判断边坡稳定性的方法，在判断降雨作用下发生以浅层滑坡为主的坡体失稳时，考虑滑动面包络图的影响，提高判定边坡稳定性的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种结合边坡浅层滑动面的包络图判断边坡稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)边坡的地形地貌、地质结构和几何要素的测绘；

按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)与《公路工程地质勘查规范》(JTG C20-2011)，查明高边坡地段的地形地貌，地质构造，地层岩性，厚度及风化程度；查明高边坡地段软弱结构面的层位、层厚、岩性、含水情况，获取结构面的抗剪、抗滑指标；查明岩、土体的物理力学性能并判定土、石工程等级；查明高边坡地段地下水文地质条件。

(2)边坡土体的典型表层土与浅层土的土工试验，确定表层风化土的厚度与各层土的物理力学参数及其随含水率变化的规律；

原状土取样按照《原状土取样计算标准》(JGJ 89-92)，试样制作过程严格按照《土工试验规程》(SL237-1999)，对该边坡土体的典型表层土与浅层土的土样进行一系列土工试验，从而确定表层风化土的厚度，得到边坡表层土样和浅层各类土样的含水率、密度、相对密度、孔隙比和渗透系数等相关物理力学参数，以及原状土的土水特征曲线、原状土的粘聚力c与摩擦角及其随含水率变化的关系曲线。

(3)边坡的数值计算，确定边坡土体含水率最大与最小时滑动面的位置，得到边坡浅层的滑动面包络图；

(4)根据边坡滑动面的包络图，判断边坡的稳定性。

降雨的入渗会造成岩土体基质吸力的降低或孔隙水压力的变化及地下水位的上升，此外还可以增加岩土体的容重、降低岩土体的抗剪强度，同时伴随着冲刷和侵蚀作用。这些因素都会导致边坡的滑动面的位置在边坡浅层滑动面包络图的范围内发生移动。考虑边坡滑动面位置会在包络图中变动的影响，计算出边坡滑动面的位置，进而判定边坡的稳定性。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(3)具体包括以下步骤：

a.根据测试土样的物理力学参数对类似土体进行分层，并取各层土试验得到的物理力学参数的平均值为该层土体的数值计算参数；

b.利用有限元软件，建立相应的边坡的数值模型，输入相应的物理力学参数，地下水位与边坡模型的边界条件，确定边坡土体含水率最大与最小时滑动面的位置，得到边坡的滑动面的包络图。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明结合边坡浅层滑动面的包络图判断边坡稳定性的方法，考虑降雨作用下发生以浅层滑坡为主的坡体失稳时，滑动类型一般为小型的平面或非圆弧滑动和崩塌，风化表层土与浅层土体结合部附近易成为滑动面。考虑边坡滑动面的位置会在由边坡土体含水率最大与最小时滑动面的位置组成的滑动面包络图中发生变动的影响，来判断边坡的稳定性，克服了传统方法的局限性，能减小判定误差，体现了该发明方法的实用性和准确性，为进行有效的滑坡风险性分析和预测预报提供科学依据。

附图说明

图1是根据本发明实施例的边坡浅层滑动面的包络图。