[发明专利]基于数值模拟及极限平衡计算的滑坡危险性评价方法

说明书

本发明涉及基于数值模拟及极限平衡计算的滑坡危险性评价方法，该评价方法结合现场勘查资料以及相关建模方法采用大变形数值模拟法建立相应数值模型并确定滑坡路径上不同位置的滑体形态轮廓线及关键位置坐标；基于环剪或直剪试验确定滑体‑坡面交界面的残余剪切强度；利用极限平衡法分析计算滑坡路径上不同位置和滑体形态的滑坡体安全系数，即FOS_计算；确定规范要求的安全系数FOS_规范，其中具体安全系数的确定需考量的指标包括滑动距离，滑体速度，危险范围内的人数，承灾体的土地资源类型；构建滑坡危险性程度计算公式并确定滑坡危险性等级判断标准，适用于所有类土质滑坡危险性评价，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及滑坡防治工程技术领域，尤其涉及一种基于数值模拟及极限平衡计算的滑坡危险性评价方法。

背景技术

滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下，沿坡内软弱结构面产生的整体滑动，是一种以剪切破坏为主的斜坡破坏类型。常发生在山地、丘陵和峡谷地区，特别是在水动力和强外部荷载扰动作用较强的地区发生斜坡破坏的概率极大，不仅破坏环境和资源，同时也会造成重大人员伤亡以及巨额的直接或间接经济损失。据统计，仅2013年我国滑坡事件便有13120起，造成的经济损失高达104亿元，且与2012年同期相比，滑坡事件的数量以及由滑坡而造成的人员伤亡数和经济损失均有较大幅度增加，由此可见频繁发生的滑坡灾害早已引起社会的广泛关注和重视。

我国的滑坡危险性评价始于80年代，90年代后取得了较大进展，现有所出现的滑坡危险性评价方法主要有数学统计法、多指标评判打分法、模糊综合评判理论等，但是这些方法大部分具有很强的人为主观性，影响评价结果的准确性和客观性。如申请号为201610122048.9的《一种快速识别滑坡危险程度的方法》，申请号为201710355241.1的《一种基于可拓最优组合赋权法的滑坡危险性评价方法》，申请号为201310627906.1的《一种区域滑坡灾害风险估计方法》等，上述方法考核指标众多，人为主观性强且计算公式繁琐，特别的，针对运动过程中的滑坡何时停止滑动和可能的滑动距离及危险性评估上述专利均未涉及。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于数值模拟及极限平衡计算的滑坡危险性评价方法，该评价方法结合现场勘查资料以及相关建模方法采用大变形数值模拟法建立相应数值模型并确定滑坡路径上不同位置的滑体形态轮廓线及关键位置坐标；基于环剪或直剪试验确定滑体-坡面交界面的残余剪切强度(一般仅为摩擦强度)；利用极限平衡法分析计算滑坡路径上不同位置和滑体形态的滑坡体安全系数，即FOS_计算；确定规范要求的安全系数FOS_规范，其中具体安全系数的确定需考量的指标包括滑动距离，滑体速度，危险范围内的人数，承灾体的土地资源类型；构建滑坡危险性程度计算公式并确定滑坡危险性等级判断标准。本发明充分结合了数值模拟技术及极限平衡理论计算的优点，适用于所有类土质滑坡危险性评价，具有良好的应用前景。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：基于数值模拟及极限平衡计算的滑坡危险性评价方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：现场勘察并准确获取滑坡物质组成、工程及水文地质条件信息；

步骤2：利用步骤1得到的滑坡物质组成、工程及水文地质条件信息数据采用大变形数值模拟法建立相应地质条件下的滑坡数值模型，通过数值模拟确定滑坡路径上任一位置滑体的几何参数；

步骤3：根据室内环剪或直剪试验确定滑坡滑体-坡面交界面的残余剪切强度参数；

步骤4：基于步骤2与步骤3确定的滑坡路径上任一位置滑体的几何参数和残余剪切强度参数，采用极限平衡法分析计算滑坡路径上任一位置时的坡体的安全系数，记为FOS_计算；