[发明专利]一种边坡三维临界滑裂面搜索方法

权利要求书

1.一种边坡三维临界滑裂面搜索方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤S101：三维滑裂面的构建，根据边坡尺寸构建三维椭球滑裂面方程，根据构建的三维椭球滑裂面方程中的控制参数构建三维滑裂面；

步骤S102：目标函数的确定，依据最小势能原理得到边坡系统的安全系数，即确定了搜索的目标函数；

步骤S103：临界滑裂面的搜索，通过遗传算法，设置相应的收敛条件，循环优化，输出最优解，即得到了边坡三维临界滑裂面；

其中，所述步骤S101包括以下步骤，

步骤S1011：确定边坡尺寸，直接测得边坡的坡高和坡率，根据边坡失稳破坏的形式，设定滑裂面的滑入区域和滑出区域；

步骤S1012：构建三维滑裂面，假设在滑入区域内有一滑入点，在滑出区域内有一滑出点，设边坡滑裂面为椭球，且圆弧与坡顶相交于滑入点，与坡脚处相交于滑出点，构建可得到三维滑裂面方程z＝f(x,y)；同时，假设椭球与水平面有一夹角θ，则得到三维椭球滑裂面的一般方程z＝f(x,y,θ)；

步骤S1013：确定控制参数，根据三维椭球滑裂面方程中的控制参数的确切值或范围，则可以确定出一个或一系列的三维椭球滑裂面，继而实现三维滑裂面的构建。

2.根据权利要求1所述的一种边坡三维临界滑裂面搜索方法，其特征在于，所述步骤S1012中滑入点为坡顶上B点，且B点坐标为(Xb,Zb)；滑出点为坡脚处A点，且A点坐标为(Xa,Za)；边坡坡高为h，设置椭圆弧中心点为F点，且F点坐标为(Xo,Zo)；椭圆沿x轴和z轴的半轴长分别为Ra和Rc。

3.按照权利要求2所述的一种边坡三维临界滑裂面搜索方法，其特征在于，所述椭圆弧通过A、B两点，故而两点坐标满足椭圆方程，即：

( x a - x 0 ) 2 R a 2 + ( z a - z 0 ) 2 R c 2 = 1 ( x b - x 0 ) 2 R a 2 + ( z b - z 0 ) 2 R c 2 = 1 - - - ( 1 ) ]]>

通过式(1)可得：

x 0 = x a + x b 2 ± R a ( z b - z a ) 4 R a 2 R c 2 R a 2 ( z b - z a ) 2 + R c 2 ( x b - x a ) 2 - 1 2 R c z 0 = z a + z b 2 ± R c ( x a - x b ) 4 R a 2 R c 2 R a 2 ( z b - z a ) 2 + R c 2 ( x b - x a ) 2 - 1 2 R a - - - ( 2 ) . ]]>