CN113223116A - 一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型、构建方法及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于AutoCAD的滑边坡地质模型、构建方法及评价方法，该模型是采用AutoCAD线条图元所在的图层名称和图元的高程属性将滑坡的几何信息、地质信息进行存储，建立起符合地质逻辑关系的滑坡剖面地质模型；构建方法步骤包括：按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，通过AutoCAD图层名的形式指定滑坡多段线的地质含义，线条类别的地质属性数值输入；评价方法是借助于滑坡稳定性分析模块，读取滑坡地质信息模型的相关地质参数，计算滑坡稳定性所需数据，并输出计算结果。本发明巧妙地将滑边坡几何信息与地质信息融合，构建了基于AutoCAD的滑坡剖面地质信息模型，再将滑坡稳定性评价方式与AutoCAD滑坡剖面地质信息模型进行有机耦合，极大地提高了滑边坡评价工作效率。

Description

一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型、构建方法及评价方法

技术领域

本发明属于工程地质学技术领域，具体涉及一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型，基于所述滑边坡地质模型的构建方法，以及基于所述滑边坡地质模型的滑坡稳定性评价方法。本发明所述滑边坡是指滑坡或边坡，又称之为滑(边)坡。

背景技术

在实际滑(边)坡勘察设计等工作中，针对滑(边)坡稳定性评价的极限平衡法计算应用方法，大致分为三类：一是采用独立的滑坡稳定性计算软件，二是采用基于制图软件进行二次开发的滑坡稳定性计算程序，三是采用Excel表格编辑公式进行计算。三种方法都具体自己的特点和局限。

对于独立的滑边坡稳定分析软件，国际上影响较大的如Geo-Slope、Slide、Slope/W软件等，功能强大，前后处理可视化程度高。国内学者在滑边坡稳定性分析程序研发方面也做了大量工作，开发了Windows环境下的独立计算软件，通过绘制和输入滑坡地质信息，然后计算和后处理。该类软件独自、完整、界面友好。如陈祖煜开发边坡稳定分析程序Stab95(Stab2005)、同济启明星Slope(1997)、理正边坡稳定分析软件(2002)、原水利部黄委勘测规划设计研究院和河海大学工程力学研究所合作开发HH-Slope等，均得到的广泛应用。此外，许强等研发的滑坡治理设计程序Slope-CAD嵌入了治理设计等功能；殷跃平等基于我国规范开发了滑坡稳定性评价和推力计算软件CALSLOPE；张鲁渝等开发了边坡圆弧型滑面分析程序ZSlope。

基于制图软件二次开发的滑(边)坡稳定性分析程序，主要是基于AutoCAD或GIS软件进行的二次开发。徐洪恩等基于AutoCAD软件，通过建立后台数据库access存储滑坡地质数据，开发了滑(边)坡稳定性计算程序。周海清等基于AutoCAD的二次开发平台ObjectARX，以数据库存储滑坡地质信息的方式，开发了滑坡推力动态计算程序。此外，也有学者通过编程提取AutoCAD滑坡剖面图信息，然后处理并导入其他计算软件(如理正岩土、Geo5)等进行滑坡稳定性计算。

此外，由于上述软件或程序中的计算公式与我国现行规范标准推荐的滑(边)坡计算公式不一致等问题，大量工程技术人员在开展滑(边)坡评价时采用自编Excel公式表格进行计算。通过在AutoCAD剖面图中逐个量取滑坡剖面(滑面长度和倾角、条块面积、地下水水位等几何信息)和地质信息(滑面参数和岩土体参数)，然后录入Excel计算表中进行滑坡稳性计算。

以上三种方法，各有特点，但在实际滑坡勘察评价工作中，但操作复杂、繁琐、工作效率低。其中：独立软件(程序)虽具有独立的前后处理及计算功能，但前处理繁琐且效率低，对使用者要求较高，需要花大量时间熟悉软件，学习成本高，一定程序上限制了软件的推广应用；前述基于制图软件的二次开发的滑(边)坡稳定性分析程序，虽然借助了如AutoCAD的制图功能，但绘制的滑坡剖面图仅含几何信息，只有借助外部数据库来存储地质属性，几何信息和地质属性不能链接和统一，更关键的是将图件导入其他计算软件开展计算需要反复导入和导出等操作，繁琐费时；借助于Excel表格计算，需要大量重复性地人工量取AutoCAD滑坡剖面图信息，效率低下，当剖面地质信息数据需要反复修正时，导致工作量巨大。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型，基于所述滑边坡地质模型的构建方法，以及基于所述滑边坡地质模型的滑坡稳定性评价方法，用于解决现有滑坡稳定性评价过程中操作复杂、繁琐、工作效率低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型，其特征在于：它是采用AutoCAD线条图元所在的图层名称和图元的高程属性将滑坡的几何信息、地质信息进行存储，建立起符合地质逻辑关系的滑坡剖面地质模型。

作为优选方案，所述几何信息通过AutoCAD图元中的线段拐点坐标、长度、角度来确定；AutoCAD图元所在的图层名称用以指定滑坡剖面线条的地质类别。

作为更优选方案，对于滑坡剖面地质模型的滑面线高程，采用小数点前四位数存储滑面的粘聚力，采用小数点后四位数存储滑面的内摩擦角；对于滑坡剖面地质模型的岩土体分层线高程，采用小数点前4位数存储岩土重度，采用小数点后第1-4位数存储粘聚力，采用小数点后第5-8位数存储内摩擦角；集中荷载线、均布荷载线和水平荷载高程则直接存储荷载信息。

本发明中，基于所述滑边坡地质模型的构建方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，先形成的岩土体在下，后形成的岩土在上；

步骤2，通过AutoCAD图层名的形式指定滑坡多段线的地质含义，地质含义包括滑面线、地面线、岩土体分层线、地下水线、荷载线；

步骤3，定义并输入滑坡多段线所对应的物理参数，即线条类别的地质属性数值输入，得到所述滑边坡地质模型。

本发明中基于所述滑边坡地质模型的滑坡稳定性评价方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，先形成的岩土体在下，后形成的岩土在上；

步骤2，通过AutoCAD图层名称的形式指定滑坡多段线的地质含义，地质含义包括滑面线、地面线、岩土体分层线、地下水线、荷载线；

步骤3，指定滑坡多段线所对应的物理参数，即线条类别的地质属性数值输入；

步骤4，借助于滑坡稳定性分析模块，读取所述滑坡地质信息模型的相关地质参数，计算滑坡稳定性所需数据，滑坡稳定性所需数据包括滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载、滑坡条块面积，计算滑坡稳定性，并输出计算结果；

其中，滑坡物理力学参数通过上一节点滑坡AutoCAD地质信息模型的规则进行相应地提取和解析，得滑坡稳定性分析所需滑坡滑面粘聚力、滑面内摩擦角、岩土重度、岩土粘聚力、岩土内摩擦角、外荷载；滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载直接通过线段拐点坐标计算而得。

步骤4结束后，可以根据滑边坡稳定性分析的结果，结合地质人员对该滑边坡的认识(包括滑坡宏观稳定性判断、滑面强度室内实验结果、地区工程经验、滑坡现场调查勘察结果等)，对各参数进行修正，必要时再次借助于滑坡稳定性分析模块对滑坡稳定性进行分析。

作为优选方案，步骤4中滑坡条块面积计算方法如下：

划分滑坡条块单元；每个条块单元中的岩土体分层均是由任意多边形Ω构成的封闭图形，令顶点Pk(k＝1，2，3…n)沿边界正向排列，坐标依次为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)……(x_n，y_n)，根据式(1)计算多边形区域Ω的面积S；

式中，n表示多边形区域Ω的拐点个数；i表示拐点序号。

有益效果：本发明基于AutoCAD绘图功能，根据AutoCAD图元属性，巧妙地将滑(边)坡几何信息与地质信息融合，构建了基于AutoCAD的滑坡剖面地质信息模型，再将滑坡稳定性评价方式与AutoCAD滑坡剖面地质信息模型进行有机耦合，极大地提高了滑(边)坡评价工作效率。实验证明，采用本发明方案进行滑坡稳定性评价所需操作时间仅为现有方法所需操作时间的10-20％，大大提高了工作效率，特别是在需要对剖面形态或计算参数进行调整时，更能体现其快速，实用，高效的功能。

采用本发明方案，只需对滑坡剖面图中滑面、岩土体等参数进行指定，即可完成滑(边)坡地质信息模型构建。当滑坡地质信息模型初始化后，即可开展分析滑坡稳定性等；当滑坡模型参数改变后，可实时完成分析计算并得出结果，实现动态分析。本发明方案简化了分析流程，极大地提高了滑坡稳定性分析效率。本发明的方案还可直接用于边坡稳定性评价，评价方式与前述滑坡稳定性评价方式相同。

附图说明

图1是本发明中基于AutoCAD的滑坡地质剖面信息模型示意图；

图2是本发明中基于AutoCAD的滑坡地质剖面信息模型及滑坡稳定性评价方法的程序总体构架图；

图3是本发明中基于AutoCAD的滑坡地质剖面信息模型及滑坡稳定性评价方法的程序开发思路图；

图4是本发明中滑坡条块简图；

图5是本发明中条块单元面积计算简图；

图6是本发明中的其中一种稳定性计算公式原理间图；

图7是本发明中的稳定系数隐式解二分法求解框图；

图8是本发明中滑坡稳定性分析模块的程序主界面图；

图9是本发明中滑坡稳定性分析模块的动态计算流程图；

图10是采用本发明中滑坡稳定性分析模块进行参数分析过程中的粘聚力C与内摩擦欠φ图谱分析界面图；

图11是采用本发明中滑坡稳定性分析模块进行任意位置推力计算的界面图；

图12是采用本发明方案进行验证时的滑坡推力曲线示意图；

图13是采用本发明方案进行验证时的例1计算模型示意图；

图14是采用本发明方案进行验证时的例2计算模型示意图；

图15-17依次是验证算例的例1、例2、例3的搜索滑面与稳定系数图。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围之内。

实施例

先对本发明中基于AutoCAD的滑边坡地质模型进行说明。

通过AutoCAD直接绘制的地质剖面图仅为几何图形，其地质属性只能通过文字或图例的形式进行标注，计算机程序很难将其解析为机器化语言的可用于滑坡稳定计算的地质属性。

本发明提供的一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型，它是采用AutoCAD线条图元所在的图层名称和图元的高程属性将滑坡的几何信息、地质信息进行存储，建立起符合地质逻辑关系的滑坡剖面地质模型。所述几何信息通过AutoCAD图元中的线段拐点坐标、长度、角度来确定；AutoCAD图元所在的图层名称用以指定滑坡剖面线条的地质类别。对于滑坡剖面地质模型的滑面线高程，采用小数点前四位数存储滑面的粘聚力，采用小数点后四位数存储滑面的内摩擦角；对于滑坡剖面地质模型的岩土体分层线高程，采用小数点前4位数存储岩土重度，采用小数点后第1-4位数存储粘聚力，采用小数点后第5-8位数存储内摩擦角；集中荷载线、均布荷载线和水平荷载高程则直接存储荷载信息。

具体地，该基于AutoCAD的滑边坡地质模型包括两部分：几何信息和地质属性(物理力学参数)，几何信息可通过AutoCAD图元中的线段拐点坐标、长度、角度等几何信息来确定；地质属性(物理力学参数)主要包括滑面抗剪强度参数、滑体的物理力学参数、以及地下水和荷载信息；AutoCAD图元所在的图层名称用以指定滑坡剖面线条的地质类别；参与滑坡稳定性计算线条等元素的图层名称统一规定为“滑坡-…”，滑面线、岩土体分层线、地下水线、荷载线图层名称如表1所示进行编码，如滑面线则为“滑坡-滑面”+“数字”。

表1基于AutoCAD的滑边坡地质模型图层名称编码表

对于滑面和滑体的物理力学参数等信息，通过多线段高程属性来构建，在AutoCAD绘制的滑坡地质剖面图中，几何信息只需要直角坐标系中的x、y信息，而对于AutoCAD图元(如pline多段线)属性中高程(z值)则未使用。因此，将闲置的高程(z值)属性数据通过合理的编码规则，用于存储相应物理力学参数。如图1和表2所示，剖面图滑面线高程(z值)，采用小数点前4位和小数点后4位来分别存储滑面的粘聚力和内摩擦角；岩土体分层线高程(z值)，采用小数点前4点位存储岩土重度，小数后第1位至第4位数字存储粘聚力，小数点后第5位至第8位存储内摩擦角；集中荷载线、均布荷载线和水平荷载高程(z值)直接存储荷载信息。

表2基于AutoCAD的滑边坡地质模型的地质信息存储编码表

岩土体分层线由其上面的多段指定参数，如图1所示，岩土分层序号从上至下依次为①②③④……，排序符合岩土层先后形成顺序的规定，先形成的岩土下面，序号较大，作图应该符合地质学规定。

上述基于AutoCAD的滑边坡地质模型，巧妙地运用了AutoCAD线条图元所在的图层名称和图元的高程(Z值)属性将滑坡的几何信息和地质信息进行存储，建立起了符合地质逻辑关系的滑坡剖面地质模型。

接下来对本发明中基于AutoCAD的滑边坡地质模型的构建方法和滑坡稳定性评价方法进行说明。

基于AutoCAD的滑边坡地质模型的构建方法，步骤包括：按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，先形成的岩土体在下，后形成的岩土在上；通过AutoCAD图层名的形式指定滑坡多段线的地质含义，地质含义包括滑面线、地面线、岩土体分层线、地下水线、荷载线；定义并输入滑坡多段线所对应的物理参数，即线条类别的地质属性数值输入。

基于AutoCAD的滑边坡地质模型的滑坡稳定性评价方法，步骤包括：按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，先形成的岩土体在下，后形成的岩土在上；通过AutoCAD图层名的形式指定滑坡多段线的地质含义，地质含义包括滑面线、地面线、分层、地下水线、荷载线；指定滑坡多段线所对应的物理参数，即线条类别的地质属性数值输入；借助于滑坡稳定性分析模块，读取所述滑坡地质信息模型的相关地质参数，计算滑坡稳定性所需数据，滑坡稳定性所需数据包括滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载、滑坡条块面积，计算滑坡稳定性，并输出计算结果；其中，滑坡物理力学参数通过上一节点滑坡AutoCAD地质信息模型的规则进行相应地提取和解析，得滑坡稳定性分析所需滑坡抗粘聚力、内摩擦角、岩土重度、外荷载；滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载直接通过线段拐点坐标计算而得。此外，可以根据滑边坡稳定性分析的结果，结合地质人员对该滑边坡的认识(包括滑坡宏观稳定性判断、滑面强度室内实验结果、地区工程经验、滑坡现场调查勘察结果等)，对各参数进行修正，必要时再次借助于滑坡稳定性分析模块对滑坡稳定性进行分析。

前述滑坡稳定性分析模块的程序开发基于AutoCAD制图软件为前处理和可视化平台，采用VB开发独立的滑坡稳定性计算程序包(具体可选择VB6.0，VB6.0是一种易学且编程效率高的开发工具，通过语言Set acadApp＝GetObject(,AutoCAD.Application)、SetacadDoc＝acadApp.ActiveDocument，可实现程序与AutoCAD的实时链接)，该程序能与AutoCAD滑坡地质信息模型进行动态链接，获取滑坡几何信息和地质信息，实时计算并返回相应的稳定性分析结果。其总体思路(程序总体构架图)如图2所示，包括滑坡剖面地质信息模型构建和滑坡稳定性分析两个过程。

前述滑坡稳定性分析模块的程序开发技术路线如图3所示。通过程序对AutoCAD剖面图中线条进行指定和输入相关参数完成(即线条类别的地质属性数值输入/滑(边)坡地质属性指定与参数赋值)，以AutoCAD地质剖面图件为基础，通过程序软件对AutoCAD地质剖面图件进行滑坡地质参数化处理——包括滑面、滑体、荷载和地下水等，即将AutoCAD地质剖面图的几何信息和地质信息集成在一起的滑坡地质信息模型；以AutoCAD滑坡地质信息模型为基础，先是对滑坡AutoCAD剖面地质信息模型的解析，保存稳定性计算所需要几何信息和物理力学，通过内嵌于软件的滑坡稳定性计算程序，计算滑(边)坡的稳定性和剩余下滑力等，最后输出相关分析结果。

具体地，根据上述程序开发思路，依次包括三个过程：基于AutoCAD的滑边坡地质模型数据的提取、稳定性计算所需数据的处理、滑坡稳定性计算(其他参数分析与计算)。

其中，基于AutoCAD的滑边坡地质模型数据的提取：滑坡物理力学参数可以通过上一节点滑坡AutoCAD地质信息模型的规则进行相应地进行提取和解析即可，可得滑(边)坡稳定性分析所需要滑坡滑面粘聚力、滑面内摩擦角、岩土重度、岩土粘聚力、岩土内摩擦角、外荷载等信息；滑坡稳定性计算过程中所需的几何信息主要条块划分后，各块的面积、滑面长度、滑面倾角，通过对剖面图中线段中拐点坐标(x_i,y_i)的提取，然后通过数学方法计算得出。

其中，稳定性计算所需数据的处理：滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载(均布荷载)等直接通过线段拐点坐标计算而得，集中荷载可以通过直接读取滑边坡地质模型的Z值，均布荷载则基于读取的Z值乘以线段的长度计算得到。所述滑坡条块面积计算方法如下：按滑(边)坡稳定性极限平稳法的要求，需要对滑体进行条块划分，并对每一个条块内的岩土体进行面积、重量的统计计算；如图4所示为某个滑坡条块划分为E1、E2、E3……E19个条块，其中E5条块分成了E5-1、E5-2和E5-3三个分层条块，每个条块中的岩土体分层均由任意多边形Ω构成如图5所示的封闭的图形，令顶点P_k(k＝1,2,3…n)沿边界正向排列，坐标依次为(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃)……(x_n,y_n)，根据任意多边形面积的向理求解法及式(1)可得多边形区域Ω的面积S：

式中，n表示多边形区域Ω的拐点个数；i表示拐点序号。

其中，滑坡稳定性计算：滑坡稳定性计算公主要基于目前现行的国家标准、行业标准和地方标准(如《滑坡防治设计规范(GB/T38509-2020)》)和相关研究成果为依据，通过计算编程实现。滑边坡稳定性计算公式分为两类，折线型滑动和圆弧型滑坡。圆弧型滑动主要包括瑞典条分法和简化毕肖普法，本方案仅介绍《建筑边坡工程技术规范GB50330-2013》稳定性计算公式的使用，其他方法将不再赘述，其折线形滑动面采用传递系数法隐式解，计算简图(如图6)和计算公式(式(2)～(6))如下：

P_n＝0 (2)

P_i＝P_i-1ψ_i-1+T_i-R_i/F_s (3)

ψ_i-1＝cos(θ_i-1-θ_i)-sin(θ_i-1-θ_i)tanφ_i/F_s (4)

T_i＝(G_i+G_bi)sinθ_i+Q_icosθ_i (5)

R_i＝c_il_i+[(G_i+G_bi)cosθ_i-Q_isinθ_i-U_i]tanφ_i (6)

式中：P_n，第n条块单位宽度剩余下滑力；Pi，第i条块与i+1块计算条块单位宽度剩余下滑力。当P_i<0时，取P_i＝0；T_i，第i计算条块单位宽度重力及其他外力引起的下滑力；Ri，第i计算条块单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力；ψ_i-1，第i-1计算条块对第i计算条块的传递系数；i表示第i计算条块序号；F_s表示稳定系数；T_i表示第i条块下滑力，θ表示第i条块滑面倾角，Q_i表示第i条块水平方向外力；c_i表示第i条块滑面粘聚力；l_i表示第i条块滑面长度；G_i表示第i条块重力；φ_i表示表示第i条块滑面内摩擦角；G_bi表示第i条块竖直方向外力。

滑(边)坡稳定性系数的隐式求解法是在某一稳定系数F_s下求出的最后一条块的剩余下滑力为0，则认为该稳定系数即为滑坡的稳定系数。可采用迭代计算方法的二分法的计算滑边坡稳定系数，计算逻辑框图如8所示，具体过程如下：

(1)、设定滑坡稳定系数的下限值、上限值和初值分别为F_smin＝0、F_smax＝8、Fs₀＝1.0，进行第一次计算，得出滑坡最后一个条块的剩余下滑力P_n；

(2)、判断，如果P_n<0，则表明此时稳定系数F_s(i-1)小于真实的稳定系数，则取F_si＝(F_s(i-1)+Fsmax)/2；反之则取Fsi＝(Fs(i-1)+Fsmin)/2；采用新的稳定系数，再次计算Pn；

(3)、重新进行第(2)步，不断迭代，直接计算出的Pn≈0(或Fsi≈Fsi-1)，则认为此时的稳定系数即为滑坡的真实稳定系数。

本发明中，借助于滑坡稳定性分析模块实现的功能如下。以AutoCAD剖面图为载体，将滑坡几何信息与地质信息融合统一，通过内嵌的程序，可快速计算滑坡的稳定系数、剩余下滑力，及滑面内摩擦角、粘聚力反演分析等。软件功能主要包括前处理、计算、后处理三部分，为了操作简便，软件将基本上所有功能集成在一个简洁的界面，如图8所示，通过与AutoCAD实时交互实现，其中参数分析等通过菜单中“高级工具”调出使用。在启动滑坡定性分析工具后，对滑坡有地质参数进行赋值，包括滑面的粘聚力c和滑面内摩擦角φ参数、岩土体分层及重度参数、地下水水位信息、外荷载信息，构建起滑坡剖面地质信息模型。然后选择计算规范、对应公式以及计算分析内容(分析内容包括稳定系数求解、内摩擦角或粘聚力分析、图谱分析、剩余下滑力计算)。最后计算并输出结果，计算结果以表格或图形的形式提供，可供分析人员查验。

具体来说，前述滑坡稳定性分析模块实现的功能包括：(1)基本功能，作出滑坡剖面CAD图，建立滑边坡地质模型，一键分析滑坡稳定性并导出计算结果；(2)动态计算，动态计算的操作流程与逻辑如图9所示，若调整了该滑坡模型图形和参数，可即时计算和更新计算结果，方便动态调整滑坡相关参数并及时撑握计算结果；(3)参数分析，针对现场宏观判断的确定的滑坡稳定系数，可对滑面粘聚力、内摩擦角进行反算分析，也可采用对粘聚力C和内摩擦角φ组合下的滑坡稳定性综合分析，可一次性计算出设定的稳定系数区间下所有的粘聚力C和内摩擦角φ组合可能性，如图10所示，计算滑坡稳定性系数1.10-1.15区间的粘聚力C和内摩擦角φ组合结果，再根据现场调查的宏观判断、室内实验结果和地区经验快速提出相应的滑面抗剪强度参数；(4)推力设计，在滑坡剖面地质信息模型下，点击剖面上任意一点，即可实时计算该点的下滑力、桩前抗滑力，也可以一次性计算出该滑坡沿剖面走向方向的推力曲线，包括下滑力、抗滑力和推力设计值，如图11所示，方便治理工程支护设计提供设计参数；(5)可选工况，程序按滑坡稳定性评价相关理论及规范要求，提供地震作用、静水压力、动水压力(渗流压力)等可选参数。

验证算例

圆弧型滑面验算：将本发明方案与澳大利亚ACADS边坡稳定分析程序调查经典算例进行对比验证，例1为一均质边坡，例2为非均质边坡，例3在例2基础上考虑土体作用一水平地震加速度系数为0.15g，剖面的几何尺寸及物理力学参数如图13、图14和表3所示，计算结果如表4和图15、图16、图17所示，结果显示与国际同仁计算结果一致；

表3例1-3的材料性质

表4稳定性计算结果对比

折线型滑面验算：计算模型采用图1所示计算模型，计算参数如表5所示，分别采用理正岩土、GEO5、Excel表格、Stab2005和本文研究的程序计算，计算如果如表6所示，结果显示与其他方法计算结果(稳定系数)基本一致。

表5材料性质

表6本文程序与其他计算方法的对比

计算效率方面，采用本方案基于AutoCAD的滑坡地质信息模型的滑坡稳定性分析方法仅需要2分钟，远远低于使用其他方法计算所需的时间，大大提高了分析效率。

本发明的优势：在总结当前滑坡稳定性计算程序软件局限性的基础上，提出了基于AutoCAD的滑坡剖面地质信息模型及滑坡稳定性评价方法，该方法充分利用AutoCAD制图功能，利用滑坡剖面图中AutoCAD图元特征，以图层命名和多段线高程值属性，加以一定的编码规则，构建了几何属性与地质属性融合的滑坡剖面地质信息模型；然后基于该滑坡剖面地质信息模型，将滑坡地质剖面制图与稳定性计算融为一体；采用本发明方案，只需对滑坡剖面图中滑面、岩土体等参数进行指定，即可完成滑坡地质信息模型构建，当滑坡地质信息模型初始化后，即可开展分析滑坡稳定性等，当滑坡模型参数改变后，程序可实时完成分析计算并得出结果，实现动态分析，该方法简化了分析流程，极大地提高了滑坡稳定性分析效率；采用本发明方案，仅需为其他方法所需操作时间的10-20％，为滑坡防治节约了宝贵的时间。

Claims (7)

1.一种基于AutoCAD的滑边坡地质模型，其特征在于：它是采用AutoCAD线条图元所在的图层名称和图元的高程属性将滑坡的几何信息、地质信息进行存储，建立起符合地质逻辑关系的滑坡剖面地质模型。

2.根据权利要求1所述的滑边坡地质模型，其特征在于：所述几何信息通过AutoCAD图元中的线段拐点坐标、长度、角度来确定；AutoCAD图元所在的图层名称用以指定滑坡剖面线条的地质类别。

3.根据权利要求2所述的滑边坡地质模型，其特征在于：对于滑坡剖面地质模型的滑面线高程，采用小数点前四位数存储滑面的粘聚力，采用小数点后四位数存储滑面的内摩擦角；对于滑坡剖面地质模型的岩土体分层线高程，采用小数点前4位数存储岩土重度，采用小数点后第1-4位数存储粘聚力，采用小数点后第5-8位数存储内摩擦角；集中荷载线、均布荷载线和水平荷载高程则直接存储荷载信息。

4.如权利要求1-3任一项所述滑边坡地质模型的构建方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，先形成的岩土体在下，后形成的岩土在上；

步骤2，通过AutoCAD图层名称的形式指定滑坡多段线的地质含义，地质含义包括滑面线、地面线、岩土体分层线、地下水线、荷载线；

步骤3，定义并输入滑坡多段线所对应的物理参数，即线条类别的地质属性数值输入，得到所述滑边坡地质模型。

5.如权利要求1-3任一项所述滑边坡地质模型的滑坡稳定性评价方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，按岩土先后生成关系绘制滑坡AutoCAD剖面图，先形成的岩土体在下，后形成的岩土在上；

步骤2，通过AutoCAD图层名的形式指定滑坡多段线的地质含义，地质含义包括滑面线、地面线、岩土体分层线、地下水线、荷载线；

步骤3，指定滑坡多段线所对应的物理参数，即线条类别的地质属性数值输入；

步骤4，借助于滑坡稳定性分析模块，读取所述滑坡地质信息模型的相关地质参数，计算滑坡稳定性所需数据，滑坡稳定性所需数据包括滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载、滑坡条块面积，计算滑坡稳定性，并输出计算结果；

其中，滑坡物理力学参数通过上一节点滑坡AutoCAD地质信息模型的规则进行相应地提取和解析，得滑坡稳定性分析所需滑坡滑面粘聚力、滑面内摩擦角、岩土重度、岩土粘聚力、岩土内摩擦角、外荷载；滑面条块长度、滑面倾角、地下水位、荷载直接通过线段拐点坐标计算而得。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤4结束后，根据滑边坡稳定性分析的结果，结合地质人员对该滑边坡的认识，对各参数进行修正。

7.如权利要求1-4任一项所述的滑边坡地质模型在边坡稳定性评价中的应用。

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