[发明专利]基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法及装置

权利要求书

1.一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法，其特征在于，包括：

获取不同颗粒法向接触刚度对应的抗剪强度参数，得到多个数据对，对多个所述数据对进行拟合，得到土体内部颗粒法向接触刚度与抗剪强度参数的关系曲线；

获取待测土体颗粒的轴向应力，确定所述待测土体颗粒的法向接触刚度，根据所述土体内部颗粒法向接触刚度与抗剪强度参数的关系曲线，得到所述待测土体的抗剪强度参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法，其特征在于，按如下公式确定所述待测土体颗粒的法向接触刚度：

式中，k_n为颗粒法向接触刚度，σ₁为轴向应力；σ₃为侧向应力；α为颗粒长轴与水平方向的夹角；β为剪应力面的夹角，L为颗粒长轴。

3.根据权利要求2所述的一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法，其特征在于，当土体为风积黄土时，α为90°，当土体为冲积黄土时，α为0°。

4.根据权利要求2所述的一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法，其特征在于，所述轴向应力通过如下公式获得：

σ₁＝γh

式中，γ为土体重度，h为土体取样深度。

5.根据权利要求4所述的一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法，其特征在于，所述侧向应力通过如下公式获得：

式中，K_c为固结比，其中，为土体的内摩擦角。

6.根据权利要求1所述的一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算方法，其特征在于，所述抗剪强度参数包括土体黏聚力和内摩擦角。

7.一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算装置，其特征在于，包括：

土体内部刚度获取单元，用于根据土体颗粒的取样深度以及土体颗粒间受力参数，获取土体颗粒法向接触刚度；

土体抗剪强度参数获取单元，存储有权利要求1-6任一所述土体内部颗粒法向接触刚度与抗剪强度参数的关系曲线，用于接收所述土体颗粒法向接触刚度，根据所述关系曲线得到土体的抗剪强度参数。

8.根据权利要求7所述的一种基于颗粒内部法向刚度的土体抗剪强度计算装置，其特征在于，还包括参数设定单元，用于根据土体类型设定所述土体颗粒受力参数。