[发明专利]基于完全软化强度的膨胀土边坡浅层滑动稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于完全软化强度的膨胀土边坡浅层滑动稳定性分析方法，包括以下步骤：对膨胀土边坡进行现场实地勘测调查获取土样和水文地质资料；对土样进行膨胀土强度试验获取物理力学参数；根据水文地质资料确定裂隙深度及浸润线高度；根据物理力学参数和裂隙深度及浸润线高度，对膨胀土边坡进行建模，获得渗流分析模型；对渗流分析模型进行首次滑坡的稳定性分析得到稳定性结果；对渗流分析模型进行牵引式破坏过程模拟得到滑坡特征分析结果；基于能够反映膨胀土边坡失稳机理的稳定性和滑坡特征分析结果，指导膨胀土边坡设计施工。有益效果：本方法能够正确描述实际膨胀土边坡的破坏过程，能够反映膨胀土边坡失稳机理。

技术领域

本发明涉及一种稳定性分析方法，特别是涉及基于完全软化强度的膨胀土边坡浅层滑动稳定性分析方法，属于岩土工程土坡稳定尤其是膨胀土边坡稳定性分析应用研究领域。

背景技术

由于膨胀土对环境因素变化的敏感性，膨胀土膨胀性及抗剪强度复杂多变，膨胀土边坡破坏机理及滑坡特点不同于一般土质边坡。采用常规的条分法等边坡稳定性分析方法分析膨胀土边坡稳定性时，计算结果无论在安全程度还是滑坡形式上与实际情况往往有较大的出入，故确定适用于膨胀土边坡的稳定性分析方法十分重要。

常用边坡稳定性分析方法中较为常用的分为两种，一种为极限平衡法；另一种为有限元法。为了确定适应于膨胀土边坡的稳定性分析方法，众多学者基于常规方法，对极限平衡法及有限元法进行改进，且作了较多努力。

对众多学者改进的膨胀土边坡计算方法进行总结，主要从以下两方面进行了改进：一是采用残余强度或干湿循环强度；二是引入膨胀力，如采用极限平衡法时施加条件力，采用有限元法时施加体力或面力。改进后的方法虽在一定程度上满足膨胀土边坡稳定性分析，但仍存在不足之处。

超固结土均存在残余强度，仅膨胀土边坡稳定性分析时采用残余强度无理论依据，且分析膨胀土边坡稳定性时主要考虑的是边坡的首次破坏，而残余强度是反复剪切后强度；干湿循环导致裂隙开展，裂隙导致强度降低，故有学者通过干湿循环试验研究膨胀土强度，将强度与干湿循环次数相联系，稳定性分析时采用一定干湿循环次数下的强度。采用干湿循环条件下强度虽能反映膨胀土的强度特性，但实际环境中干湿循环次数无法界定，只能在室内人为的控制；膨胀土边坡稳定性分析时直接以面力或体力的形式引入膨胀力，将膨胀力作为外力施加到边坡上，膨胀力属于内力，这种考虑膨胀力的方式与实际情况不符；膨胀土边坡滑坡与一般土质边坡相比具有浅层性，且滑坡发生是由坡脚局部破坏后逐级向上牵引产生，而现行膨胀土边坡稳定性分析方法不能正确描述实际膨胀土边坡的破坏过程；针对膨胀土边坡安全性评价，目前已有研究仅将首次滑动时的安全系数作为膨胀土边坡安全性评价标准，而实际上膨胀土边坡滑坡自下向上具有多滑面，膨胀土牵引式滑坡过程有待研究。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种基于完全软化强度的膨胀土边坡浅层滑动稳定性分析方法，能够正确描述实际膨胀土边坡的破坏过程，能够反映膨胀土边坡失稳机理，可体现膨胀土边坡滑坡的平缓性、浅层性、牵引性、长期性、季节性、方向性等特点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于完全软化强度的膨胀土边坡浅层滑动稳定性分析方法，包括以下步骤：

1)对膨胀土边坡进行现场实地勘测调查，获取土样和水文地质资料；

2)对土样进行膨胀土强度试验，获取物理力学参数；其中，膨胀土强度试验包括原状抗剪强度试验和完全软化强度试验；

3)根据水文地质资料确定裂隙深度及浸润线高度；

4)根据物理力学参数和裂隙深度及浸润线高度，对膨胀土边坡进行建模，获得渗流分析模型；

5)对渗流分析模型进行首次滑坡的稳定性分析，得到稳定性结果；