[发明专利]一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算改进方法

摘要

本发明公开了一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算的改进方法。本发明根据非饱和土力学理论，水文学理论和边坡稳定性分析理论，结合高陡路堑边坡的楔形破坏地质模式，提出基于三角楔形剖面的非饱和土质路堑边坡稳定系数计算方法，实现对非饱和条件下楔形破坏地质模型的路堑边坡进行稳定性计算和预测。本发明理论方法可靠，计算科学便捷，弥补了目前边坡稳定性分析不考虑非饱和土以及路堑边坡楔形破坏模式的两方面缺陷，可提高非饱和土质路堑边坡稳定系数的预测精度，并揭示路堑边坡在非饱和条件下发生变形破坏的物理过程和力学机理。

主权项

1.一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算的改进方法，其特征在于，主要包括以下步骤：步骤一：根据现场地质勘查确定边坡范围，并通过岩土试验确定其非饱和土体物理力学参数：其中，主要物理力学参数包括：土体有效内摩擦角φ’，土体有效粘聚力c’，土体干容重γ_s，土体的饱和体积含水量θ_s，土体的残余体积含水量θ_r，非饱和土水土特征曲线参数(α，n)；步骤二：根据路堑边坡形破坏地质模式土体的抗滑力和下滑力的受力分析，建立路堑边坡楔形破坏地质模式的稳定性计算模型；步骤三：结合基于土体非饱和条件下不同体积含水量的稳定系数计算方法，对路堑边坡稳定系数进行计算；步骤四：根据计算结果，对非饱和土质路堑边坡开展稳定性分析；所述步骤二中涉及的楔形破坏地质模式的稳定性计算模型，具体如下：1)根据楔形破坏剖面的受力分析，可建立路堑边坡楔形破坏地质模式的抗滑力和下滑力计算模型；路堑边坡楔形破坏模式的土质块体的重量可用下式表示：式中，AB为坡顶长度，W为路堑边坡楔形剖面土体的总重量，γ为路堑边坡土体容重，β为路堑边坡坡度，δ为路堑边坡滑面倾角，Z为路堑边坡的高度；边坡相应的下滑力和总应力可以分别表示为：式中，OB为计算剖面楔形滑面；2)根据极限平衡理论，边坡的稳定系数是抗滑力和下滑力的比值，因此土质路堑边坡楔形破坏剖面的稳定性系数的计算模型可以表示为：即：式中，Fs(Z，t)为滑坡非饱和土体稳定系数，σ^s(Z，t)为非饱和土体深度的吸应力；φ’为土体有效内摩擦角；c’为土体有效粘聚力，β为滑坡坡度，δ为路堑边坡滑面倾角。