CN112149259A - 倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质 - Google Patents

倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质，旨在解决现有技术中蓄水状态下强倾倒体的稳定性难以准确计算的技术问题。其包括：根据蓄水影响，利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数；根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数；建立涉水边坡数值模型，将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。本发明实现了对传统Sarma方法的改进，能够适应于涉水倾倒‑溃屈边坡的稳定性计算，且稳定性计算结果准确、可靠。

Description

倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质，属于地质工程、岩土工程及水利水电工程技术领域。
背景技术
近年来我国经济建设飞速发展，随着对能源需求、交通及水利水电工程发展需求的增加，一大批重要基础设施需要建设完善，尤其是水利水电工程，与其相对应的水电站水库库区的岸坡安全稳定性问题也日益突出。特别是在复杂地质条件下，考虑蓄水对边坡稳定性的影响变得尤为重要。
现有技术中经常使用Sarma方法来计算边坡稳定性，但是水库库区蓄水诱发的不稳定倾倒变形体剪切出口一般在库水位以下，部分岩块被完全淹没，且反倾边坡强倾倒层内岩层产状大多非常平缓，传统Sarma方法在这种情况下往往无法收敛，不能完全适用于此类蓄水状态下强倾倒体的稳定性计算，不便于对此类岸坡及蓄水后倾倒体的稳定性进行评价预测。
发明内容
为了解决现有技术中蓄水状态下强倾倒体的稳定性难以准确计算的问题，本发明提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质，根据涉水倾倒-溃屈边坡的变形特征和破坏模式，对传统的Sarma方法进行改进，使其适应于蓄水边坡的稳定性计算，获取可靠、准确的边坡蓄水稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：
第一方面，本发明提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，包括以下步骤：
根据蓄水影响，利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数，所述饱和条块指边坡上位于水位以下的条块；
根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数；
建立涉水边坡数值模型，将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入涉水边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。
结合第一方面，进一步的，所述蓄水影响为：针对水位以下岩土体，将岩土体的静水压力等效为浮力，且在计算边坡上饱和条块自重时，采用浮容量等效静水压力。
结合第一方面，进一步的，所述饱和材料强度折减系数的计算公式如下：
Figure BDA0002735090510000021
Figure BDA0002735090510000022
其中，c为饱和条块底滑面的粘聚力，b为饱和条块底面总长度，bw为饱和条块底面的饱和部分长度，ce为非饱和条块底滑面的粘聚力，αf为饱和材料强度折减系数，
Figure BDA0002735090510000023
为饱和条块底滑面的内摩擦角，
Figure BDA0002735090510000024
为非饱和条块底滑面的内摩擦角，c'为饱和条块侧面处的粘聚力，d为饱和条块侧面总长度，dw为饱和条块侧面的饱和部分长度，c'e为非饱和条块侧面处的粘聚力，
Figure BDA0002735090510000025
为饱和条块侧面处的内摩擦角，
Figure BDA0002735090510000026
为非饱和条块侧面处的内摩擦角，所述非饱和条块指边坡上未被水淹没的条块。
结合第一方面，进一步的，所述边坡计算条块的水平方向的静力平衡方程如下：
Nicosαi+Sisinαi+Tisin(δi+αi)-Ti+1sin(δi+1+αi+1)-Eicos(δi+αi)+Ei+1cos(δi+1+αi+1)-Wi-Qicosδi＝0 (3)
其中，Ni为边坡计算条块i底面受到的反力，αi为边坡计算条块i底滑面倾角，Si为边坡计算条块i底面受到的剪切力，Ti为边坡计算条块i受到下侧岩层的剪切力，Ti+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的剪切力，δi为边坡计算条块i底边与左侧边的夹角，Ei为边坡计算条块i受到下侧岩层的推力，Ei+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的推力，Wi为边坡计算条块i的自重，Qi为边坡计算条块i顶部受到外荷，i＝1，2，…，n，n为边坡计算条块总数；
边坡计算条块的竖直方向的静力平衡方程如下：
Sicosαi-Nisinαi+Eisin(δi+αi)-Ei+1sin(δi+1+αi)+Ticos(δi+αi)-Ti+1cos(δi+1+αi+1)-KcWi+Qisinδi＝0 (4)
其中，Kc为边坡临界加速度系数。
结合第一方面，进一步的，边坡临界加速度系数的计算过程如下：
利用三角变换处理边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程，得到Ei+1与Ei的递推式：
Ei+1＝ai-piKc+Eiei (5)
其中，ai、pi、ei分别为边坡计算条块i的递推系数；
Figure BDA0002735090510000031
Figure BDA0002735090510000041
Figure BDA0002735090510000042
Figure BDA0002735090510000043
Figure BDA0002735090510000044
Figure BDA0002735090510000045
Figure BDA0002735090510000046
其中，Ui为边坡计算条块i底面受到的孔隙水压力，Pwi为边坡计算条块i受到下侧岩层的孔隙水压力，Pwi+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的孔隙水压力，θi为边坡计算条块i与垂直面的夹角；
在坡顶无外荷载的情况下，Ei+1＝E1＝0，根据递推式计算边坡临界加速度系数：
Figure BDA0002735090510000047
结合第一方面，进一步的，在利用涉水边坡数值模型计算命令流的过程中，当边坡计算条块i底滑面倾角αi和边坡计算条块i左侧界面与底面夹角σi之和大于120°时，将边坡计算条块i的条块侧面强度折减系数调整为FS/cosσi，其中，FS为边坡稳定性系数。
结合第一方面，进一步的，在涉水边坡数值模型中，根据实际涉水边坡破坏情况在边坡上部设置张拉缝，并计算拉力缝高度，具体计算公式如下：
Figure BDA0002735090510000048
其中，ht表示拉力缝高度，
Figure BDA0002735090510000051
为岩土体内聚力，γ为岩土体容重，
Figure BDA0002735090510000052
为岩土体内摩擦角。
第二方面，本发明提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置，包括：
边坡参数计算模块，用于利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数，并根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数；
模型构建模型，用于根据实际涉水边坡破坏情况构建涉水边坡数值模型；
稳定性计算模块，用于将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入涉水边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。
第三方面，本发明提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行本发明第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本发明提出了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面所述方法的步骤。
采用以上技术手段后可以获得以下优势：
本发明提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法、装置及存储介质，在充分考虑蓄水影响的前提下，根据涉水边坡的变形破坏模式计算边坡的饱和材料强度折减系数和临界加速度系数，然后将计算的数值代入与实际边坡对应的数值模型，编写命令流进行涉水边坡稳定性计算，获取可靠、准确的边坡蓄水稳定性。为了解决传统的Sarma方法无法收敛的问题，本发明对平缓岩层的条块侧面强度折减系数进行调整，并在模型边坡上部设置张拉缝，满足边坡稳定分析的合理要求，保证涉水边坡数值模型迭代计算条块时的稳定收敛。本发明方法实现了对传统Sarma方法的改进，能够适应于涉水倾倒-溃屈边坡的稳定性计算，且稳定性计算结果准确、可靠。
附图说明
图1为本发明一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例中边坡计算条块的力学分析图。
图3为本发明实施例中Fortran平台编制的核心代码图。
图4为本发明实施例中QD14倾倒变形体岸坡工程地质剖面图。
图5为本发明实施例中QD14倾倒变形体岸坡工程地质概化模型。
图6为本发明实施例中QD14倾倒变形体边坡UDEC模型图。
图7为本发明实施例中QD14倾倒变形体边坡位移云图。
图8为本发明一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置的结构示意图。
图中，1是边坡计算条块的底面，2是边坡计算条块的底边。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：
传统的Sarma方法假定边坡岩体受到水平体积力KCWi的作用，在此作用下边坡处于极限平衡状态，即FS＝1；然后，将滑动面和块体侧面的粘聚力和内摩擦角减小至KC＝0，此时的FS为边坡的实际稳定系数。而本发明对于强倾倒变形体，浅层坡体节理切割严重，且有多个结构面与岩层大角度相交，水库蓄水后，坡脚经常受到破坏等情况进行讨论，充分考虑蓄水影响，进行稳定性计算。
本发明提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤1、根据蓄水影响，利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数；此处的饱和条块指边坡上位于水位以下的条块，在本发明中，边坡上除了饱和条块还有非饱和条块，非饱和条块指天然状态下的、未被水完全淹没的条块。
蓄水影响具体指：针对水位以下岩土体，将岩土体的静水压力等效为浮力，且在计算边坡上饱和条块自重时，采用浮容量等效静水压力。
根据蓄水影响，饱和条块的饱和材料强度降低，其降低规律为：
Figure BDA0002735090510000071
Figure BDA0002735090510000072
其中，c为饱和条块底滑面的粘聚力，b为饱和条块底面总长度，bw为饱和条块底面的饱和部分长度，ce为非饱和条块底滑面的粘聚力，αf为饱和材料强度折减系数，
Figure BDA0002735090510000073
为饱和条块底滑面的内摩擦角，
Figure BDA0002735090510000074
为非饱和条块底滑面的内摩擦角，c'为饱和条块侧面处的粘聚力，d为饱和条块侧面总长度，dw为饱和条块侧面的饱和部分长度，c'e为非饱和条块侧面处的粘聚力，
Figure BDA0002735090510000075
为饱和条块侧面处的内摩擦角，
Figure BDA0002735090510000081
为非饱和条块侧面处的内摩擦角。
底滑面指边坡条块产生滑动后沿条块下部产生剪断形成的滑面；饱和部分长度指条块涉水部分的长度。
根据饱和材料强度降低规律可以计算出饱和材料强度折减系数，饱和材料强度折减系数将运用到后续的计算模型中来计算边坡稳定性。
步骤2、根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数。
边坡计算条块是指参与计算的条块，包括饱和条块和非饱和条块。边坡上条块的力学分析如图2所示，图中1是边坡计算条块的底面，2是边坡计算条块的底边，根据图2建立边坡计算条块的水平方向的静力平衡方程，表达式如下：
Nicosαi+Sisinαi+Tisin(δi+αi)-Ti+1sin(δi+1+αi+1)-Eicos(δi+αi)+Ei+1cos(δi+1+αi+1)-Wi-Qicosδi＝0 (17)
其中，Ni为边坡计算条块i底面受到的反力，αi为边坡计算条块i底滑面倾角，Si为边坡计算条块i底面受到的剪切力，Ti为边坡计算条块i受到下侧岩层的剪切力，Ti+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的剪切力，δi为边坡计算条块i底边与左侧边的夹角，Ei为边坡计算条块i受到下侧岩层的推力，Ei+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的推力，Wi为边坡计算条块i的自重，Qi为边坡计算条块i顶部受到外荷，i＝1，2，…，n，n为边坡计算条块总数。
建立边坡计算条块的竖直方向的静力平衡方程，表达式如下：
Sicosαi-Nisinαi+Eisin(δi+αi)-Ei+1sin(δi+1+αi)+Ticos(δi+αi)-Ti+1cos(δi+1+αi+1)-KcWi+Qisinδi＝0 (18)
其中，Kc为边坡临界加速度系数。
利用三角变换处理边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程，得到Ei+1与Ei的递推式：
Ei+1＝ai-piKc+Eiei (19)
其中，ai、pi、ei分别为边坡计算条块i的递推系数，递推系数表达式如下：
Figure BDA0002735090510000091
Figure BDA0002735090510000092
Figure BDA0002735090510000093
Figure BDA0002735090510000094
Figure BDA0002735090510000095
Figure BDA0002735090510000096
Figure BDA0002735090510000097
其中，Ui为边坡计算条块i底面受到的孔隙水压力，Pwi为边坡计算条块i受到下侧岩层的孔隙水压力，Pwi+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的孔隙水压力，θi为边坡计算条块i与垂直面的夹角，
Figure BDA0002735090510000098
为边坡计算条块i底滑面的内摩擦角，ci为边坡计算条块i底滑面的粘聚力，bi为边坡计算条块i底面总长度，
Figure BDA0002735090510000099
为边坡计算条块i侧面处的内摩擦角，ci′为边坡计算条块i侧面处的粘聚力，di为边坡计算条块i侧面总长度。
在坡顶无外荷载的情况下，Ei+1＝E1＝0，根据递推式计算边坡临界加速度系数：
Figure BDA0002735090510000101
步骤3、建立涉水边坡数值模型，将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入涉水边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。本发明通过Fortran平台编制倾倒溃屈边坡蓄水稳定系数求解程序，即命令流，其核心代码如图3所示。
在涉水边坡数值模型构建过程中，根据实际涉水边坡破坏情况在模型中边坡上部设置张拉缝，并采用土力学中的公式计算拉力缝高度，具体计算公式如下：
Figure BDA0002735090510000102
其中，ht表示拉力缝高度，
Figure BDA0002735090510000103
为岩土体内聚力，γ为岩土体容重，
Figure BDA0002735090510000104
为岩土体内摩擦角。
由于强倾倒边坡层内岩层产状大多非常平缓，所以当岩层过于平缓时，需要调整边坡计算条块的侧面强度折减系数，具体的，在利用涉水边坡数值模型计算命令流的过程中，当边坡计算条块i底滑面倾角αi和边坡计算条块i左侧界面与底面夹角σi之和大于120°时，将边坡计算条块i的条块侧面强度折减系数调整为FS/cosσi，其中，FS为边坡稳定性系数。调整侧面强度折减系数可以满足边坡稳定分析的合理要求，保证涉水边坡数值模型迭代计算条块时的稳定收敛。
下面结合一个具体的实施例来验证本发明方法的效果：
澜沧江苗尾水电站QD14倾倒变形体左岸坡脚高程1307m，倾倒变形体发育于1340～1520m高程，如图4所示，地层为侏罗系花开左组(j2h2)，紫红色、灰绿色板岩夹粉砂岩、细砂岩，砂板比约1:3。坡体表面岩体强风化，倾倒变形发育强烈，属于倾倒-溃屈边坡，变形深度10-20米，强倾倒岩层产状约为N0～10°W，NE∠28°～35°；发育一组坡外陡倾节理，产状N17°E，NW∠75°，间距15～20cm。崩塌往往发生在倾倒变形体的早期，前缘左岸老路上可见大量崩塌堆积物碎片。水库蓄水至1364m时边坡发生大规模失稳破坏。
图5为QD14倾倒变形体的地质概化模型，其滑坡前后缘高程1340m、1520m，条块厚度约15米，倾角15°，边坡岩土体的物理力学参数如下表所示：
Figure BDA0002735090510000111
根据本发明方法中的公式计算可得拉力缝高度ht为13.6m，强倾层岩体砂板比为1:3，取αf＝0.73，然后根据涉水边坡数值模型计算命令流。本发明实施例中分别计算了1325m和1364m水位下岸坡的稳定性系数，稳定性系数分别为1.22和0.96。蓄水前后边坡稳定性系数降低0.26，计算结果与实际情况相符，即蓄水后岸坡稳定性系数低于1，边坡出现滑动破坏。
本发明实施例还采用UDEC软件对苗尾库区水位1364m时的边坡变形破坏状态进行了模拟分析，计算模型如图6所示，采用本发明方法中的公式得到模型计算饱和材料参数及拉力缝设置，计算后得到边坡总位移云图如图7所示。根据图7可以看出，苗尾水电站水位达到1364m时，边坡存在上拉下剪破坏的滑坡带，滑坡后缘高程约1490米，拉力缝垂直高度约17米，前缘在1340m高程老公路侧临空面切出，滑坡边界大致位于强、弱倾倒层交界处，最大位移为3.5m，蓄水后饱和条块材料强度降低，节理面充水导致锁定段抗滑力不足，此时上部岩体失去下部岩体的支撑，自重作用下发生剪切破坏，在滑坡后缘产生裂缝。图7验证了库区蓄水导致的边坡变形破坏状态，证实了本发明改进的Sarma法的适用性，即得出的边坡稳定性与实际边坡的稳定状态一致。
本发明还提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置，如图8所示，包括边坡参数计算模块、模型构建模型和稳定性计算模块；其中，边坡参数计算模块用于利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数，并根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数；模型构建模型用于根据实际涉水边坡破坏情况构建涉水边坡数值模型；稳定性计算模块用于将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入涉水边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。
本发明还提出了一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置，包括处理器及存储介质；其中，存储介质用于存储指令；处理器用于根据所述指令进行操作以执行本发明倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法的步骤。
本发明还提出了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法的步骤。
本发明充分考虑了涉水倾倒-溃屈边坡的变形特征和破坏模式，通过根据蓄水影响计算αf和Kc、对平缓岩层的条块侧面强度折减系数进行调整、在模型边坡上部设置张拉缝等手段，满足边坡稳定分析的合理要求，保证涉水边坡数值模型迭代计算条块时的稳定收敛，实现了对传统Sarma方法的改进，能够适应于涉水倾倒-溃屈边坡的稳定性计算，且稳定性计算结果准确、可靠。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据蓄水影响，利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数，所述饱和条块指边坡上位于水位以下的条块；
根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数；
建立涉水边坡数值模型，将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入涉水边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。
2.根据权利要求1所述的一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，所述蓄水影响为：针对水位以下岩土体，将岩土体的静水压力等效为浮力，且在计算边坡上饱和条块自重时，采用浮容量等效静水压力。
3.根据权利要求1所述的一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，所述饱和材料强度折减系数的计算公式如下：
Figure FDA0002735090500000011
Figure FDA0002735090500000012
其中，c为饱和条块底滑面的粘聚力，b为饱和条块底面总长度，bw为饱和条块底面的饱和部分长度，ce为非饱和条块底滑面的粘聚力，αf为饱和材料强度折减系数，
Figure FDA0002735090500000013
为饱和条块底滑面的内摩擦角，
Figure FDA0002735090500000014
为非饱和条块底滑面的内摩擦角，c′为饱和条块侧面处的粘聚力，d为饱和条块侧面总长度，dw为饱和条块侧面的饱和部分长度，c′e为非饱和条块侧面处的粘聚力，
Figure FDA0002735090500000015
为饱和条块侧面处的内摩擦角，
Figure FDA0002735090500000021
为非饱和条块侧面处的内摩擦角，所述非饱和条块指边坡上未被水淹没的条块。
4.根据权利要求1所述的一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，所述边坡计算条块的水平方向的静力平衡方程如下：
Nicosαi+Sisinαi+Tisin(δi+αi)-Ti+1sin(δi+1+αi+1)-Eicos(δi+αi)+Ei+1cos(δi+1+αi+1)-Wi-Qicosδi＝0
其中，Ni为边坡计算条块i底面受到的反力，αi为边坡计算条块i底滑面倾角，Si为边坡计算条块i底面受到的剪切力，Ti为边坡计算条块i受到下侧岩层的剪切力，Ti+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的剪切力，δi为边坡计算条块i底边与左侧边的夹角，Ei为边坡计算条块i受到下侧岩层的推力，Ei+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的推力，Wi为边坡计算条块i的自重，Qi为边坡计算条块i顶部受到外荷，i＝1，2，…，n，n为边坡计算条块总数；
边坡计算条块的竖直方向的静力平衡方程如下：
Sicosαi-Nisinαi+Eisin(δi+αi)-Ei+1sin(δi+1+αi)+Ticos(δi+αi)-Ti+1cos(δi+1+αi+1)-KcWi+Qisinδi＝0
其中，Kc为边坡临界加速度系数。
5.根据权利要求3或4任一项所述的一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，边坡临界加速度系数的计算过程如下：
利用三角变换处理边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程，得到Ei+1与Ei的递推式：
Ei+1＝ai-piKc+Eiei
其中，ai、pi、ei分别为边坡计算条块i的递推系数；
Figure FDA0002735090500000031
Figure FDA0002735090500000032
Figure FDA0002735090500000033
Figure FDA0002735090500000034
Figure FDA0002735090500000035
Figure FDA0002735090500000036
Figure FDA0002735090500000037
其中，Ui为边坡计算条块i底面受到的孔隙水压力，Pwi为边坡计算条块i受到下侧岩层的孔隙水压力，Pwi+1为边坡计算条块i受到上侧岩层的孔隙水压力，θi为边坡计算条块i与垂直面的夹角；
在坡顶无外荷载的情况下，Ei+1＝E1＝0，根据递推式计算边坡临界加速度系数：
Figure FDA0002735090500000038
6.根据权利要求1所述的一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，在利用涉水边坡数值模型计算命令流的过程中，当边坡计算条块i底滑面倾角αi和边坡计算条块i左侧界面与底面夹角σi之和大于120°时，将边坡计算条块i的条块侧面强度折减系数调整为FS/cosσi，其中，FS为边坡稳定性系数。
7.根据权利要求1所述的一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算方法，其特征在于，在涉水边坡数值模型中，根据实际涉水边坡破坏情况在边坡上部设置张拉缝，并计算拉力缝高度，具体计算公式如下：
Figure FDA0002735090500000041
其中，ht表示拉力缝高度，
Figure FDA0002735090500000042
为岩土体内聚力，γ为岩土体容重，
Figure FDA0002735090500000043
为岩土体内摩擦角。
8.一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置，其特征在于，包括：
边坡参数计算模块，用于利用饱和材料强度降低规律计算饱和条块的饱和材料强度折减系数，并根据边坡计算条块的水平和竖直方向的静力平衡方程计算边坡临界加速度系数；
模型构建模型，用于根据实际涉水边坡破坏情况构建涉水边坡数值模型；
稳定性计算模块，用于将饱和材料强度折减系数和边坡临界加速度系数代入涉水边坡数值模型计算命令流，获得涉水边坡的稳定性系数。
9.一种倾倒溃屈边坡的蓄水稳定性计算装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
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