[发明专利]一种边坡稳定性实时评估方法

说明书

本发明涉及一种边坡稳定性实时评估方法，包括以下步骤：S1：选定待评估边坡；S2：进行现场试验与室内试验，获取边坡稳定性评估所需参数；S3：通过计算边坡土体内一点的实时安全系数，给出边坡稳定性的定量评估结果；所述步骤2中的室内试验包括常规三轴压缩试验和弯曲元试验；本发明基于小应变理论，计算适用于不同应变范围内的土体剪切模量，将现场监测与室内试验结果更合理地结合，能够获取边坡实时安全系数，从而实现边坡稳定性的实时评估。

技术领域

本发明涉及一种边坡稳定性实时评估方法，应用在岩土工程技术领域。

背景技术

公知的，边坡广泛存在于自然界和工程中，其稳定性问题是关系生态和民生的重要问题，边坡失稳的发生具有突发性，而边坡稳定性的评估却具有滞后性；有公告号为CN108595859A的发明公开了一种水库围坝转弯处坝坡抗滑稳定评估方法，但其主要适用于水库围坝，而且该专利将坝轴线按圆弧段的曲率向两侧延伸作为坡体滑动面，有一定局限性；常规三轴压缩试验所测得的土体应变范围通常大于1％，而土体小应变范围通常小于0.1％，不同应变范围内的剪切模量具有较大差距，如何获取土体不同应变状态下的剪切模量，计算边坡各状态下的安全系数，从而实现边坡稳定性的实时评估，是边坡稳定性分析中亟待解决的重要问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种边坡稳定性实时评估方法，基于小应变理论，计算适用于不同应变范围内的土体剪切模量，将现场监测与室内试验结果更合理地结合，能够获取边坡实时安全系数，从而实现边坡稳定性的实时评估，且滑动位于测斜位移最大处，有实测数据来支撑，更为准确。

本发明的技术方案如下：

一种边坡稳定性实时评估方法，包括以下步骤：

S1：选定待评估边坡；

S2：进行现场试验与室内试验，获取边坡稳定性评估所需参数；

S3：通过计算边坡土体内一点的实时安全系数，给出边坡稳定性的定量评估结果。

进一步地，所述步骤2中的室内试验包括常规三轴压缩试验和弯曲元试验。

进一步地，所述步骤3中的安全系数F_S的计算方法为：

其中，τ_f为土体抗剪强度，τ为土体剪应力。γ_f为破坏时的剪应变，G_f为对应破坏时的剪切模量；γ_t为边坡土体实时剪应变，G_t为对应的实时剪切模量。

进一步地，所述剪切模量G基于小应变理论得到，其计算方法为：

其中，G₀为土体小应变初始剪切模量，a为超固结状态变量控制参数，γ_0.7为土体剪切模量降低为初始剪切模量的70％时对应的土体剪应变，E为土体的弹性模量，μ为泊松比，γ_c为小应变阈值，取γ_c＝0.1％。

进一步地，所述土体小应变初始剪切模量G₀由所述弯曲元试验得到，

G₀＝ρV_s²

其中ρ为土体饱和密度，V_s为剪切波在饱和土体中传播的波速，其中L为剪切波传播距离，弯曲元试验中为试样高度，t为传播时间。

进一步地，土体剪切模量降低为初始剪切模量的70％时对应的土体剪应变γ_0.7的计算方法为：