[发明专利]一种台风作用下直根系乔木导致斜坡开裂的计算方法

权利要求书

1.一种台风作用下直根系乔木导致斜坡开裂的计算方法，其特征在于：将直根系乔木概化为埋置于土中的杆件模型，通过计算任意深度处杆件的水平向位移确定斜坡开裂的宽度及深度，具体包括以下计算步骤：

A、明确树木的形状参数，包括树高、树冠高度、树冠宽度；

B、计算地面处树干的弯矩与剪力；

C、根据勘察报告，获取坡体的计算参数；

D、将直根系乔木概化为埋置于土中的杆件模型，计算地面处杆件的位移与转角；

E、计算杆件任意深度处的水平向位移，从而得出台风作用下直根系乔木造成斜坡开裂的宽度和深度；

任意深度处裂缝宽度的计算公式为：

式中，xy为杆件任一截面的水平位移，单位m；xA为地面处杆件的位移，单位m；为地面处杆件的转角，单位弧度；MA为地面处杆件的弯矩，单位kN﹒m；QA为地面处杆件的剪力，单位kN；E为杆件的弹性模量，单位kN/m2；I为杆件的截面惯性矩，单位m4；α为杆件的变形系数，单位m-1；Ai、Bi、Ci、Di分别为随杆件的换算深度αy而异的影响函数值；地面处杆件的位移xA和转角计算公式如下：

x A = M A α 2 E I B 3 C 4 - C 3 B 4 A 3 B 4 - B 3 A 4 + Q A α 3 E I B 3 D 4 - B 4 D 3 A 3 B 4 - B 3 A 4 - - - ( 2 ) ]]>

地面处杆件的弯矩MA，其值与风速、树高、树冠大小因素有关，根据一般树冠的形状，将树木简化为圆锥形模型进行计算，其中，H为树高，L为树冠高度，d为树冠最大宽度，忽略树冠下树干所受的力，则

M A = 1 9600 v 2 d ( 3 H L - L 2 ) - - - ( 4 ) ]]>

其中，v为风速；树木的高度、树冠高度、树冠宽度的相关尺寸根据调查得知；地面处杆件的剪力QA按公式计算。