[发明专利]一种地震边坡永久位移计算方法

说明书

本发明提供了一种地震边坡永久位移计算方法，属于地震边坡计算技术领域，本发明采用改进Newmaark模型进行力学分析、选取适当的地震动时程数据以及通过对比分析获取滑面抗剪强度参数，进行数据处理。考虑滑面力学参数、惯性参考系及垂直地震动等不同因素对边坡永久位移的贡献百分比以及由坡体软弱带不同含水情况所决定的摩擦系数动态方程，共同建立起边坡沿滑面下倾方向的加速度函数，并对加速度在整个下滑过程时域上进行二次积分得到永久位移，使得边坡位移的计算更加精确快速，在边坡工程中为建立永久位移预测模型进行区域危险性定量评价奠定了基础。

技术领域

本发明属于地震边坡计算技术领域，尤其涉及一种地震边坡永久位移计算方法。

背景技术

滑坡是构造活动强烈山区的最主要灾害之一，目前对于滑坡启动方面也开始研究，已有研究表明可以通过传递系数法计算坡体安全系数评价边坡稳定性，以坡体所受动静载进行力学平衡分析边坡稳定性，还可由边坡下滑时以临界加速度为依据超出临界加速度部分对时间进行二次积分得到滑坡永久位移作为滑坡失稳的定量判据。不足的是，在以往永久位移计算过程中没有同时考虑滑体的惯性和垂直地震动作用，也忽略了下滑过程中滑动面摩擦系数是随时间的变量。因此，在考虑上诉因素前提下建立起一套边坡永久位移计算方法是很有必要的。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种地震边坡永久位移计算方法，解决了目前滑坡永久位移计算中滑动面摩擦系数非常量，地震动作用加滑体惯性力场共同存在的问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种地震边坡永久位移计算方法，包括以下步骤：

S1、构建滑块模型，并根据滑块模型得到沿滑动方向地震动和垂直滑动方向地震动；

S2、判断地下水位是否高于软弱层位，若是，则利用剪切试验检测岩土体内聚力，并计算得到滑块摩擦系数函数，并进入步骤S3，否则，利用无侧限抗压强度试验检测岩土体内聚力，并计算得到滑块摩擦系数函数，并进入步骤S3；

S3、根据滑动方向地震动、垂直滑动方向地震动以及滑块摩擦系数函数计算得到滑块的安全系数；

S4、根据所述滑块的安全系数计算得到地震边坡永久位移值，完成对地震边坡永久位移的计算。

本发明的有益效果：本发明采用改进Newmaark模型进行力学分析、选取适当的地震动时程数据以及通过对比分析获取滑面抗剪强度参数，进行数据处理。考虑滑面力学参数、惯性参考系及垂直地震动等不同因素对边坡永久位移的贡献百分比，及由坡体软弱带不同含水情况所决定的摩擦系数动态方程，共同建立起边坡沿滑面下倾方向的加速度函数，并对加速度在整个下滑过程时域上进行二次积分得到永久位移，使得边坡位移的计算更加精确快速，在边坡工程中为建立永久位移预测模型进行区域危险性定量评价奠定了基础。

进一步地，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、利用斜坡和滑块构建滑坡模型，并根据所述滑坡模型分别确定滑块滑动方向以及滑块所处斜面倾角；

S102、通过距离场地最近的地震台站获取地震动的东西加速度、南北加速度以及垂直加速度；

S103、利用滑块滑动方向，将东西加速度和南北加速度合成为沿滑动方向水平地震动，并利用滑块所处斜面倾角，将滑动方向水平地震动和垂直加速度合成为沿滑动方向地震动和垂直滑动方向地震动。

上述进一步方案的有益效果是：清晰地建立滑坡体物理模型，通过基座与滑块模型更直观明白计算中滑体受作用部位，合理考虑地震动加速度及作用方式。

再进一步地，所述步骤S103中滑动方向水平地震动的表达式如下：