[发明专利]一种土体大变形灾害简化评估方法

权利要求书

1.一种土体大变形灾害简化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将大变形土体经过的坡体简化为相连的两段平直滑动面；

2)利用四分之一椭圆方程式建立大变形土体表面控制函数，作为土体大变形运动过程中的运动构型：

其中，h和l分别表示任意时刻，四分之一椭圆大变形土体的半长轴和半短轴，h_x表示滑动面坐标轴上距原点l_x处的大变形土体高度；

3)计算土体大变形运动过程中滑动面摩擦阻力做功W和大变形土体重力势能变化△E，利用质量守恒和能量守恒原理构建简化解析模型，计算土体在第二个滑动面的运动距离，根据运动距离评估灾害严重性；

所述的步骤3)包括以下步骤：

31)将土体大变形运动过程分为三个阶段，分别计算三个阶段土体底部所受摩擦阻力做功W₁、W₂、W₃，其中，第一阶段为：土体沿第一滑动面向下运动，直到土体头端运动至两个滑动面的交界处，第二阶段为：土体继续向下运动，直到土体尾端完全离开第一滑动面，第三阶段为：土体沿第二滑动面运动直至停止；

32)计算土体重力势能变化△E，建立能量守恒关系式：

ΔE＝mgΔh＝γH₀L₀Δh (2)

ΔE＝W₁+W₂+W₃ (3)

其中，m为土体质量，g为重力加速度，γ为土体的重度，H₀为大变形土体的初始高度，L₀为大变形土体的初始长度，Δh为大变形土体重心高度的变化值；

33)建立质量守恒关系式：

其中，H_m为土体沿第二滑动面停止运动后的最大堆积高度，L_m为土体沿第二滑动面的运动距离，H_f表示土体运动至两滑面交界处时最大高度，L_f为土体沿第一滑动面的运动距离；

34)根据步骤32)和33)的结果，建立简化解析模型，计算土体在第二个滑动面的运动距离，根据运动距离评估灾害严重性；

所述的步骤31)中，土体底部所受摩擦阻力做功通过求解土体底部残余抗剪强度τ_f沿运动路径上的积分获得；

所述的三个阶段的摩擦阻力做功W₁、W₂、W₃分别为：

W₂＝W₂₁+W₂₂ (6)

其中，τ_f为大变形土体的残余抗剪强度；

所述的步骤34)中，简化解析模型为：

其中，α为第一滑动面坡度，β为第二滑动面坡度；

所述的步骤34)中，采用卡尔丹算法求解L_m。

2.根据权利要求1所述的一种土体大变形灾害简化评估方法，其特征在于，所述的步骤34)中，L_m为方程(12)的正实数根，且满足：L_m随土体残余抗剪强度τ_f降低而增加。