[发明专利]一种降雨环境下边坡滑移倾覆测试方法

说明书

技术领域

本发明属于边坡预警防治技术领域，特别涉及一种降雨环境下边坡滑移倾覆测试方法。

背景技术

当前，边坡稳定性的计算与测试方法日趋完善，但针对降雨环境下边坡滑移倾覆的动态变化测试还需要进一步的实践验证。降雨环境是导致滑移倾覆破坏的主要诱因之一，坡内饱和与非饱和状态需要通过测试才能获得。雨水入渗边坡后，雨水的渗流过程导致边坡相关参数改变，形成累积的边坡滑移倾覆破坏面，最终诱发边坡失稳。因此，需要获得降雨环境下边坡雨水入渗规律、各参数的变化规律、滑移面特征等。目前相关的一些测试方法有通过埋设滑移的检测装置、边坡内部外部连续监测、搜索滑移面等方法。通过埋设的检测装置含有一些电子设备，在降雨环境很容易损害，而且这些测试的方法仍具有一定的滞后性。目前，降雨条件下边坡滑移倾覆测试方法主要存在两大问题：一是降雨入渗过程边坡各项参数仅采用单一变化结果，没有体现参数间相互制约关系，测试结果不够准确；二是降雨入渗过程边坡滑移倾覆潜在破坏面仍按一般状态下的破坏面进行计算和测试。本发明根据雨水在坡内入渗特性确定潜在破坏面，以此分析边坡稳定性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种降雨环境下边坡滑移倾覆测试方法，确定降雨环境下边坡雨水入渗特性的潜在破坏面，有效解决当前降雨入渗过程边坡各项参数测试准确度不高、边坡稳定性分析不够科学等问题，提高降雨环境下边坡自然灾害的预警和防范能力，同时将获得的测试结果用于边坡的防治与加固。

本发明的技术方案是：一种降雨环境下边坡滑移倾覆测试方法，包括以下步骤：

A：将降雨环境下的边坡转化为计算几何模型，包括模型的边界尺寸、边界条件、降雨强度，拟定相应的降雨时间；

B：确定降雨环境下边坡的物理力学参数的初始值，包括边坡容重、孔隙水压、初始含水率、基质吸力、粘聚力、内摩擦角；

C：建立降雨环境下边坡雨水入渗模型，确定降雨环境下边坡潜在滑移面；

D：确定降雨环境下边坡物理力学参数的相互制约关系；

E：在计算中嵌入降雨环境下边坡滑移和倾覆条件下的极限平衡状态的安全系数；

F：根据理论计算需要或实际预警防治要求，设置降雨环境下边坡呈现不同状态时的安全阈值；

G：设置降雨环境下边坡预警阈值，分析步骤F中滑移、倾覆所计算出的安全系数与预警阈值，得到边坡稳定、二级预警、一级预警、临界失稳、边坡滑移、边坡倾覆六种边坡状态信息。

更进一步地，所述步骤C中建立雨水入渗模型确定边坡潜在滑移面的方法包括：

C1.根据降雨环境和边坡面边界条件，建立包括雨水入渗路径、坡内饱和与非饱和入渗特性的雨水入渗模型，确定边坡潜在滑移面；

C2.通过雨水入渗路径，分别确定坡顶、坡面、坡脚处的雨水入渗深度；

C3.计算分析降雨环境下边坡坡顶、坡面、坡脚处雨水入渗深度，以最先达到极限平衡状态作为降雨环境下边坡潜在滑移面。

更进一步地，所述步骤D中确定降雨环境下边坡物理力学参数的相互制约关系的方法包括：

D1.获取降雨环境下边坡内不同时间不同深度处的含水率，确定不同时间段降雨环境下边坡含水率随深度的变化规律，并与降雨前的变化规律进行比较；

D2.获取降雨过程边坡内不同深度处的力学参数；

D3.建立降雨过程不同深度处边坡力学参数之间及其与含水率和深度之间的相互制约关系，确定降雨过程中边坡极限平衡状态下边坡相应的物理力学参数值。

本发明通过建立降雨环境下边坡的几何模型和边坡雨水入渗模型，分析降雨环境下边坡各项物理参数，设置降雨环境下边坡呈现不同状态时的安全阈值，确定了雨水在坡内入渗特性潜在破坏面，得到了边坡稳定、二级预警、一级预警、临界失稳、边坡滑移、边坡倾覆六种边坡状态信息，有效解决了当前降雨入渗过程边坡各项参数测试准确度不高、边坡稳定性分析不够科学等问题，提高降雨环境下边坡自然灾害的预警和防范能力，并将获得的测试结果用于边坡的防治与加固。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

实施例1：参见图1，一种降雨环境下边坡滑移倾覆测试方法，包括以下步骤：

A：将降雨环境下的边坡转化为计算几何模型，包括模型的边界尺寸、边界条件、降雨强度，拟定相应的降雨时间；

B：确定降雨环境下边坡的物理力学参数的初始值，包括边坡容重、孔隙水压、初始含水率、基质吸力、粘聚力、内摩擦角；