CN115374528B - 一种边坡安全性分析方法、系统、设备及可读存储介质 - Google Patents

一种边坡安全性分析方法、系统、设备及可读存储介质 Download PDF

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CN115374528B CN202211300481.9A CN202211300481A CN115374528B CN 115374528 B CN115374528 B CN 115374528B CN 202211300481 A CN202211300481 A CN 202211300481A CN 115374528 B CN115374528 B CN 115374528B
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Abstract

本发明提供了一种边坡安全性分析方法、系统、设备及可读存储介质，涉及边坡安全性分析技术领域，包括获取边坡的若干滑块的土体样本参数；基于所述土体样本参数依次计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数；根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数；基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间。用于解决现有技术中无法对开挖、冻深和融深不同关系下边坡的安全性进行判断的技术问题。

Description

一种边坡安全性分析方法、系统、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及边坡安全性分析技术领域，具体而言，涉及一种边坡安全性分析方法、系统、设备及可读存储介质。
背景技术
铁路沿线的地形条件复杂，穿越了大量高海拔地区的边坡，昼夜温差大，导致了边坡土体不断发生冻结和融化，尤其是铁路隧道施工和边坡支挡结构修建都需要对边坡土体进行开挖，开挖将会导致边坡的局部受力和整体稳定性发生改变。目前，现有的技术无法对于开挖-冻融耦合作用下边坡的安全性进行分析，尤其是对于对开挖、冻深和融深不同关系下边坡的安全性的判识方法。基于此，本发明提出了一种边坡安全性分析方法，为开挖-冻融耦合作用下铁路沿线边坡的安全性判断提供参考依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种边坡安全性分析方法、系统、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了边坡安全性分析方法，包括：
获取边坡的若干滑块的土体样本参数；
基于所述土体样本参数依次计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数；
根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；
将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数；
基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间。
进一步的，所述计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数，具体包括：
计算滑块的下滑力：
Figure 622695DEST_PATH_IMAGE001
；
式中，
Figure 468291DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 213393DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的下滑力，
Figure 650191DEST_PATH_IMAGE004
为第一辅助参数，
Figure 684006DEST_PATH_IMAGE005
为第
Figure 300670DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的重力，
Figure 165858DEST_PATH_IMAGE006
为 第
Figure 773557DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的滑面倾角，
Figure 825826DEST_PATH_IMAGE007
为水平地震力，
Figure 544384DEST_PATH_IMAGE008
竖向地震力；
计算抗滑力：
Figure 201761DEST_PATH_IMAGE009
；
式中，
Figure 980361DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 493163DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的抗滑力,
Figure 15411DEST_PATH_IMAGE011
为第二辅助参数，
Figure 589612DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 742376DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的粘聚力，
Figure 503658DEST_PATH_IMAGE013
为第
Figure 829597DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的内摩擦角，
Figure 491261DEST_PATH_IMAGE014
为第
Figure 80505DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的底面长度；
计算安全传递系数：
Figure 329084DEST_PATH_IMAGE015
；
式中，
Figure 193135DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 210769DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的安全传递系数，
Figure 767652DEST_PATH_IMAGE017
第
Figure 205325DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的上一滑块的滑面倾角。
进一步的，所述计算滑块的下滑力,还包括：
获取滑面高度；
计算季节融化深度和冻结深度；
判断所述滑面高度和冻结深度的大小关系：
当滑面高度小于冻结深度时，令第一辅助参数
Figure 873066DEST_PATH_IMAGE018
；
否则，继续判断季节融化深度和冻结深度的大小关系：
当季节融化深度大于冻结深度时，令第一辅助参数
Figure 10787DEST_PATH_IMAGE019
，
式中，
Figure 738571DEST_PATH_IMAGE020
为渗透力，
Figure 899425DEST_PATH_IMAGE021
为第
Figure 370858DEST_PATH_IMAGE003
块滑块左侧的静水压力，
Figure 127199DEST_PATH_IMAGE022
为第
Figure 760306DEST_PATH_IMAGE003
块滑块右侧的静水 压力；
否则，令第一辅助参数
Figure 674035DEST_PATH_IMAGE023
，
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为第
Figure 418000DEST_PATH_IMAGE003
块滑块右侧的动水压力，
Figure 264733DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 334321DEST_PATH_IMAGE003
块滑块左侧的动水压力。
进一步的，所述根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值，具体包括：
构建第一代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure 782618DEST_PATH_IMAGE027
；
式中,
Figure 799115DEST_PATH_IMAGE028
为第一代表值,
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为剩余下滑力初始值，
Figure 234776DEST_PATH_IMAGE030
为第一块滑块的剩余下滑 力，
Figure 209685DEST_PATH_IMAGE031
为第二块滑块的剩余下滑力，
Figure 894744DEST_PATH_IMAGE032
为第
Figure 246091DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的剩余下滑力，
Figure 565952DEST_PATH_IMAGE034
为第一块滑块的抗滑 力，
Figure 711763DEST_PATH_IMAGE035
为第二块滑块的抗滑力，
Figure 618539DEST_PATH_IMAGE036
为第
Figure 773576DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的抗滑力，
Figure 449408DEST_PATH_IMAGE038
为第
Figure 31700DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的抗滑力，
Figure 425772DEST_PATH_IMAGE039
为第一块滑块的安全传递系数，
Figure 118921DEST_PATH_IMAGE040
为第二块滑块的安全传递系数，
Figure 678953DEST_PATH_IMAGE041
为第三块滑块的安 全传递系数,
Figure 166566DEST_PATH_IMAGE042
为第
Figure 782356DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的安全传递系数,
Figure 279196DEST_PATH_IMAGE043
为第一块滑块的下滑力，
Figure 929620DEST_PATH_IMAGE044
为第二块滑 块的下滑力，
Figure 853714DEST_PATH_IMAGE045
为第
Figure 487958DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的下滑力，
Figure 522910DEST_PATH_IMAGE046
为第
Figure 260796DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的下滑力；
令
Figure 355791DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 946173DEST_PATH_IMAGE048
求解所述关系式得到第一代表值。
进一步的，所述第二代表值计算方法为：
构建第二代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure 50395DEST_PATH_IMAGE050
；
式中，
Figure 675411DEST_PATH_IMAGE051
为第二代表值，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
为剩余下滑力初始值，
Figure 144570DEST_PATH_IMAGE053
为第一块滑块的剩余下滑力，
Figure 222247DEST_PATH_IMAGE031
为第二块滑块的剩余下滑力，
Figure 368976DEST_PATH_IMAGE032
为第
Figure 582919DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的剩余下滑力，
Figure 285296DEST_PATH_IMAGE034
为第一块滑块的抗滑力，
Figure 850270DEST_PATH_IMAGE035
为第二块滑块的抗滑力，
Figure 30715DEST_PATH_IMAGE036
为第
Figure 630324DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的抗滑力，
Figure 238023DEST_PATH_IMAGE038
为第
Figure 24713DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的抗滑力，
Figure 507385DEST_PATH_IMAGE039
为第一块滑块的安全传递系数，
Figure 961500DEST_PATH_IMAGE040
为第二块滑块的安全传递系数，
Figure 474521DEST_PATH_IMAGE041
为第三块滑块的安全 传递系数,
Figure 748507DEST_PATH_IMAGE042
为第
Figure 536335DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的安全传递系数,
Figure 844956DEST_PATH_IMAGE043
为第一块滑块的下滑力，
Figure 794458DEST_PATH_IMAGE044
为第二块滑块 的下滑力，
Figure 821320DEST_PATH_IMAGE045
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE054
块滑块的下滑力，
Figure 849056DEST_PATH_IMAGE046
为第
Figure 277764DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的下滑力；
令
Figure 398166DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 381166DEST_PATH_IMAGE048
求解所述关系式得到第二代表值。
第二方面，本申请还提供了一种边坡安全性分析系统，包括：
参数获取模块：用于获取边坡的若干滑块的土体样本参数；
第一计算模块：用于基于所述土体样本参数依次计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数；
第二计算模块：用于根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；
选择模块：用于将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数；
判断模块：用于基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间。
进一步的，所述第一计算模块具体包括：
第一计算单元：用于计算滑块的下滑力：
Figure DEST_PATH_IMAGE055
；
式中，
Figure 714058DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 997272DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的下滑力，
Figure 787111DEST_PATH_IMAGE004
为第一辅助参数，
Figure 522986DEST_PATH_IMAGE005
为第
Figure 190728DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的重力，
Figure 328448DEST_PATH_IMAGE006
为 第
Figure 790653DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的滑面倾角，
Figure 13824DEST_PATH_IMAGE007
为水平地震力，
Figure 485257DEST_PATH_IMAGE008
竖向地震力；
第二计算单元：用于计算抗滑力：
Figure DEST_PATH_IMAGE056
；
式中，
Figure 907843DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 540949DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的抗滑力,
Figure 251416DEST_PATH_IMAGE011
为第二辅助参数，
Figure 260961DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 107694DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的粘聚力，
Figure 177281DEST_PATH_IMAGE013
为第
Figure 375044DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的内摩擦角，
Figure 686815DEST_PATH_IMAGE014
为第
Figure 122475DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的底面长度；
第三计算单元：用于计算安全传递系数：
Figure 362964DEST_PATH_IMAGE057
；
式中，
Figure 782444DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 133790DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的安全传递系数，
Figure 955116DEST_PATH_IMAGE017
第
Figure 366506DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的上一滑块的滑面倾角。
第三方面，本申请还提供了一种边坡安全性分析设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述边坡安全性分析方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于边坡安全性分析方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明利用现场监测数据与计算理论相结合的方式，提出一种边坡安全性分析方法，通过充分的考虑到土体冻融劣化参数的问题，能够准确反映在季节融化深度与冻结深度不同关系下边坡安全系数的实时动态变化，使分析结果与工程实际更为接近，能够为开挖-冻融下铁路沿线边坡的安全性判断提供参考依据，并给出了相应的处置方案，对于边坡工程设计、施工和运营都具有借鉴和参考意义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述的边坡安全性分析方法流程示意图;
图2为本发明实施例中所述的边坡安全性分析系统结构示意图；
图3为本发明实施例中所述的边坡安全性分析设备结构示意图。
图中标记：800、边坡安全性分析设备；801、处理器；802、存储器；803、多媒体组件；804、I/O接口；805、通信组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅为本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中为类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1：
本实施例提供了一种边坡安全性分析方法。
参见图1，图中示出了本方法包括：
S1.获取边坡的若干滑块的土体样本参数;
具体的，根据土层的分布情况将边坡划分成若干个滑块，从每个滑体上取得土体样本，得到土体样本的参数，所述参数包括土体的抗剪强度、黏聚力、导热系数、热流密度等。
S2.基于所述土体样本参数依次计算每个滑体的下滑力、抗滑力和安全传递系数；
S21.计算滑体的下滑力：
Figure 273282DEST_PATH_IMAGE059
；（1）
式中，
Figure 926855DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 602687DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的下滑力，
Figure 981716DEST_PATH_IMAGE004
为第一辅助参数，
Figure 375788DEST_PATH_IMAGE005
为第
Figure 68937DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的重力，
Figure 864855DEST_PATH_IMAGE006
为 第
Figure 352468DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的滑面倾角，
Figure 233836DEST_PATH_IMAGE007
为水平地震力，
Figure 730677DEST_PATH_IMAGE008
竖向地震力。
需要说明的是，开挖滑体（开挖滑面穿过的滑体）的下滑力的计算公式为：
Figure 879636DEST_PATH_IMAGE060
；（2）
式中，
Figure 803730DEST_PATH_IMAGE061
表示开挖滑体的编号,
Figure DEST_PATH_IMAGE062
为第一辅助参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE063
为滑体的剩余下滑力；
其中，
Figure 844498DEST_PATH_IMAGE065
；（3）
式中，
Figure 879450DEST_PATH_IMAGE066
为边坡的安全系数，
Figure 649960DEST_PATH_IMAGE067
为开挖滑体的下滑力，
Figure DEST_PATH_IMAGE068
为第
Figure 718191DEST_PATH_IMAGE003
块滑体上一滑体 的下滑力，
Figure 308573DEST_PATH_IMAGE069
为第
Figure 881636DEST_PATH_IMAGE070
块滑体的传递系数，
Figure 506653DEST_PATH_IMAGE071
为开挖滑体的抗滑力，
Figure 38128DEST_PATH_IMAGE072
为第
Figure 115806DEST_PATH_IMAGE003
块滑体上一滑 体的抗滑力，
Figure 492560DEST_PATH_IMAGE073
为开挖滑体的重力，
Figure 972083DEST_PATH_IMAGE074
为开挖滑体的滑面倾角，
Figure 907416DEST_PATH_IMAGE075
为开挖滑体的土体的粘 聚力，
Figure 472390DEST_PATH_IMAGE076
为开挖滑体的土体的内摩擦角，
Figure 793781DEST_PATH_IMAGE077
为开挖滑体的土体的长度。
具体的，所述S21包括：
S211.获取滑面高度
Figure 393389DEST_PATH_IMAGE078
；
S212.计算季节融化深度和冻结深度，具体包括：
计算季节融化深度
Figure 1088DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 755155DEST_PATH_IMAGE080
；（4）
式中，
Figure 536029DEST_PATH_IMAGE081
为土体的导热系数，
Figure 724565DEST_PATH_IMAGE082
为热流密度，所述热流密度可根据地区的经验数 据进行取值，
Figure 503165DEST_PATH_IMAGE083
为深度
Figure 42731DEST_PATH_IMAGE079
时的温度，
Figure 564979DEST_PATH_IMAGE084
为坡面温度。
计算边坡的冻结深度
Figure 873601DEST_PATH_IMAGE085
：
Figure 823102DEST_PATH_IMAGE086
；（5）
式中，
Figure 82920DEST_PATH_IMAGE087
为不少于10年实测最大冻深平均值，
Figure 143280DEST_PATH_IMAGE088
，
Figure 306408DEST_PATH_IMAGE089
，
Figure 692390DEST_PATH_IMAGE090
，
Figure 940969DEST_PATH_IMAGE091
均为冻深影响系 数，根据《冻土工程地质勘察规范》中的规定进行取值；
S213.判断所述滑面高度和冻结深度的大小关系：
当
Figure 601757DEST_PATH_IMAGE092
时，令第一辅助参数
Figure 884971DEST_PATH_IMAGE093
；
当
Figure 176275DEST_PATH_IMAGE094
时，则继续判断季节融化深度
Figure 912150DEST_PATH_IMAGE079
和冻结深度
Figure 96005DEST_PATH_IMAGE095
的大小关系：
当
Figure 233725DEST_PATH_IMAGE096
时，令第一辅助参数
Figure 695931DEST_PATH_IMAGE097
，
式中，
Figure 653522DEST_PATH_IMAGE020
为渗透力，
Figure 859376DEST_PATH_IMAGE098
为第
Figure 851602DEST_PATH_IMAGE003
块滑块左侧的静水压力，
Figure 750288DEST_PATH_IMAGE022
为第
Figure 460755DEST_PATH_IMAGE003
块滑块右侧的静水 压力；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE099
时，令第一辅助参数
Figure 968835DEST_PATH_IMAGE100
，
式中，
Figure 81147DEST_PATH_IMAGE101
为第
Figure 88418DEST_PATH_IMAGE003
块滑块右侧的动水压力，
Figure 82918DEST_PATH_IMAGE102
为第
Figure 630574DEST_PATH_IMAGE003
块滑块左侧的动水压力。
S22.计算抗滑力：
Figure 597393DEST_PATH_IMAGE103
；（6）
式中，
Figure 837882DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 257362DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的抗滑力,
Figure 107244DEST_PATH_IMAGE011
为第二辅助参数，
Figure 662990DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 74380DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的粘聚力（未 经冻融），
Figure 981156DEST_PATH_IMAGE013
为第
Figure 870615DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的内摩擦角（未经冻融），
Figure 812026DEST_PATH_IMAGE014
为第
Figure 394317DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的底面长度；
具体的，当
Figure 788389DEST_PATH_IMAGE104
且
Figure 980074DEST_PATH_IMAGE105
时，令第二辅助参数
Figure 510412DEST_PATH_IMAGE106
；式中，
Figure 60342DEST_PATH_IMAGE107
为第
Figure 941711DEST_PATH_IMAGE003
块滑体的上一滑体的剩余下 滑力，
Figure 438551DEST_PATH_IMAGE108
为滑块底面的静水压力。
当
Figure 88975DEST_PATH_IMAGE109
且
Figure 747490DEST_PATH_IMAGE110
时，令第二辅助参数
Figure 850575DEST_PATH_IMAGE111
，
Figure 885527DEST_PATH_IMAGE112
，
Figure 160432DEST_PATH_IMAGE113
；式中，
Figure 989847DEST_PATH_IMAGE114
为第
Figure 845808DEST_PATH_IMAGE003
块滑体经过
Figure 684451DEST_PATH_IMAGE115
次冻融后的内摩擦角，
Figure 840626DEST_PATH_IMAGE116
为第
Figure 106522DEST_PATH_IMAGE003
块滑体经过
Figure 184199DEST_PATH_IMAGE115
次 冻融后的黏聚力。
当
Figure 826533DEST_PATH_IMAGE099
且
Figure 306056DEST_PATH_IMAGE117
时，令第二辅助参数
Figure 975810DEST_PATH_IMAGE118
；式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE119
为第
Figure 9625DEST_PATH_IMAGE003
块滑体底面的静水压力，
Figure DEST_PATH_IMAGE120
为第
Figure 658912DEST_PATH_IMAGE003
块滑体底面的动水压力。
当
Figure 789679DEST_PATH_IMAGE099
且
Figure 397378DEST_PATH_IMAGE121
时，令
Figure DEST_PATH_IMAGE122
，
Figure 918489DEST_PATH_IMAGE123
，
Figure DEST_PATH_IMAGE124
；式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE125
表 示冻结土的内摩擦角，
Figure 807685DEST_PATH_IMAGE126
表示冻结土的粘聚力。
S23.计算安全传递系数：
Figure DEST_PATH_IMAGE127
；（7）
式中，
Figure 730642DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 509242DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的安全传递系数，
Figure 48808DEST_PATH_IMAGE017
第
Figure 367794DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的上一滑块的滑面倾角。
S3.根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；
S31.构建第一代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE129
； （8）
式中,
Figure 643792DEST_PATH_IMAGE066
为第一代表值,
Figure 593294DEST_PATH_IMAGE052
为剩余下滑力初始值，
Figure 88997DEST_PATH_IMAGE053
为第一块滑块的剩余下滑 力，
Figure 414936DEST_PATH_IMAGE031
为第二块滑块的剩余下滑力，
Figure 578064DEST_PATH_IMAGE032
为第
Figure 698467DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的剩余下滑力，
Figure 212625DEST_PATH_IMAGE034
为第一块滑块的抗滑 力，
Figure 76676DEST_PATH_IMAGE035
为第二块滑块的抗滑力，
Figure 891048DEST_PATH_IMAGE036
为第
Figure 940607DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的抗滑力，
Figure 676482DEST_PATH_IMAGE038
为第
Figure 344223DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的抗滑力，
Figure 216365DEST_PATH_IMAGE039
为第一块滑块的安全传递系数，
Figure 944149DEST_PATH_IMAGE040
为第二块滑块的安全传递系数，
Figure 901741DEST_PATH_IMAGE041
为第三块滑块的安 全传递系数,
Figure 107594DEST_PATH_IMAGE042
为第
Figure 99821DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的安全传递系数,
Figure 497042DEST_PATH_IMAGE043
为第一块滑块的下滑力，
Figure 941930DEST_PATH_IMAGE044
为第二块滑 块的下滑力，
Figure 748212DEST_PATH_IMAGE045
为第
Figure 63787DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的下滑力，
Figure 664532DEST_PATH_IMAGE046
为第
Figure 862295DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的下滑力；
令
Figure 409951DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 376770DEST_PATH_IMAGE048
求解所述关系式得到第一代表值。
S33.构建第二代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure 86100DEST_PATH_IMAGE131
；（9）
式中，
Figure 269695DEST_PATH_IMAGE051
为第二代表值，
Figure 621042DEST_PATH_IMAGE052
为剩余下滑力初始值，
Figure 442367DEST_PATH_IMAGE053
为第一块滑块的剩余下滑力，
Figure 853757DEST_PATH_IMAGE031
为第二块滑块的剩余下滑力，
Figure 557271DEST_PATH_IMAGE032
为第
Figure 446729DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的剩余下滑力，
Figure 388141DEST_PATH_IMAGE034
为第一块滑块的抗滑力，
Figure 704852DEST_PATH_IMAGE035
为第二块滑块的抗滑力，
Figure 98925DEST_PATH_IMAGE036
为第
Figure 290609DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的抗滑力，
Figure 86527DEST_PATH_IMAGE038
为第
Figure 839719DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的抗滑力，
Figure 721088DEST_PATH_IMAGE039
为第一块滑块的安全传递系数，
Figure 686770DEST_PATH_IMAGE040
为第二块滑块的安全传递系数，
Figure 337194DEST_PATH_IMAGE041
为第三块滑块的安全 传递系数,
Figure 261288DEST_PATH_IMAGE042
为第
Figure 629952DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的安全传递系数,
Figure 169299DEST_PATH_IMAGE043
为第一块滑块的下滑力，
Figure 674229DEST_PATH_IMAGE044
为第二块滑块 的下滑力，
Figure 565962DEST_PATH_IMAGE045
为第
Figure 421923DEST_PATH_IMAGE037
块滑块的下滑力，
Figure 994986DEST_PATH_IMAGE046
为第
Figure 620003DEST_PATH_IMAGE033
块滑块的下滑力；
令
Figure 885899DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 963576DEST_PATH_IMAGE048
求解所述关系式得到第二代表值。
具体的，开挖滑体的剩余下滑力
Figure DEST_PATH_IMAGE132
的计算公式为：
Figure 573287DEST_PATH_IMAGE134
；（10）
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE135
为开挖滑体的下滑力，
Figure 521651DEST_PATH_IMAGE136
为开挖滑体上一块滑体的下滑力，
Figure 958449DEST_PATH_IMAGE137
为开挖 滑体的传递系数，
Figure 523423DEST_PATH_IMAGE138
为开挖滑体的抗滑力，
Figure 438289DEST_PATH_IMAGE139
为开挖滑体上一块滑体的抗滑力。
S4.将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数：
比较第一代表值和第二代表值的大小：若第一代表值小于第二代表值，则将第一代表值作为边坡安全系数；否则将第二代表值作为边坡安全系数。
S5.基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间；
具体的，所述S5具体包括：
S51.获取安全标准区间，所述安全标准区间包括一级区间
Figure 37898DEST_PATH_IMAGE140
、二级区间
Figure 645596DEST_PATH_IMAGE141
、三级区间
Figure 196401DEST_PATH_IMAGE142
、四级区间
Figure 649379DEST_PATH_IMAGE143
、五级区间
Figure 103494DEST_PATH_IMAGE144
；
S52.根据所述边坡安全系数确定边坡的安全标准区间，并根据安全标准区间采取对应的措施：
一级区间：不用采取特殊工程措施；
二级区间：加强监测系统的监测速率，定期安排人员现场查看；
三级区间：采取边坡排水措施，减小开挖速率，定期安排人员现场检查；
四级区间：采取边坡排水措施，开挖时同步在开挖体下部增加支挡结构；
五级区间：采取边坡排水措施，停止开挖，先在开挖体下部增加支挡结构，进行观察后再确定是否开挖。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供了一种边坡安全性分析系统，所述系统包括：
参数获取模块：用于获取边坡的若干滑块的土体样本参数；
第一计算模块：用于基于所述土体样本参数依次计算每个滑体的下滑力、抗滑力和安全传递系数；
第二计算模块：用于根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；
选择模块：用于将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数；
判断模块：用于基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间。
具体的，所述第一计算模块具体包括：
第一计算单元：用于计算滑体的下滑力：
Figure 882095DEST_PATH_IMAGE145
；
式中，
Figure 421660DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 943908DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的下滑力，
Figure 252530DEST_PATH_IMAGE004
为第一辅助参数，
Figure 202031DEST_PATH_IMAGE146
为第
Figure 760052DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的重力，
Figure 584526DEST_PATH_IMAGE006
为第
Figure 747654DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的滑面倾角，
Figure 868057DEST_PATH_IMAGE007
为水平地震力，
Figure 382215DEST_PATH_IMAGE008
竖向地震力。
第二计算单元：用于计算抗滑力：
Figure 246266DEST_PATH_IMAGE147
；
式中，
Figure 263900DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 555204DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的抗滑力,
Figure 291079DEST_PATH_IMAGE011
为第二辅助参数，
Figure 21855DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 159575DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的粘聚力，
Figure 887360DEST_PATH_IMAGE013
为第
Figure 844951DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的内摩擦角，
Figure 113122DEST_PATH_IMAGE014
为第
Figure 105349DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的底面长度；
第三计算单元：用于计算安全传递系数：
Figure 738455DEST_PATH_IMAGE148
；
式中，
Figure 448922DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 458467DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的安全传递系数，
Figure 803735DEST_PATH_IMAGE017
第
Figure 607743DEST_PATH_IMAGE003
块滑块的上一滑块的滑面倾角。
需要说明的是，关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
实施例3：
相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种边坡安全性分析设备，下文描述的一种边坡安全性分析设备与上文描述的一种边坡安全性分析方法可相互对应参照。
图3是根据示例性实施例示出的一种边坡安全性分析设备800的框图。如图3所示，该边坡安全性分析设备800可以包括：处理器801，存储器802。该边坡安全性分析设备800还可以包括多媒体组件803，I/O接口804，以及通信组件805中的一者或多者。
其中，处理器801用于控制该边坡安全性分析设备800的整体操作，以完成上述的边坡安全性分析方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该边坡安全性分析设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该边坡安全性分析设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(StaticRandomAccessMemory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，简称PROM)，只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该边坡安全性分析设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(NearFieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，边坡安全性分析设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，简称DSP)、数字信号处理设备(DigitalSignalProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevice，简称PLD)、现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的边坡安全性分析方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的边坡安全性分析方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由边坡安全性分析设备800的处理器801执行以完成上述的边坡安全性分析方法。
实施例4：
相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种边坡安全性分析方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的边坡安全性分析方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种边坡安全性分析方法，其特征在于，包括：
获取边坡的若干滑块的土体样本参数；
基于所述土体样本参数依次计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数；
根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；
具体包括：
构建第一代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure FDA0003985432020000011
式中，Ks为第一代表值，E0为剩余下滑力初始值，E1为第一块滑块的剩余下滑力，E2为第二块滑块的剩余下滑力，En为第n块滑块的剩余下滑力，T1为第一块滑块的抗滑力，T2为第二块滑块的抗滑力，Tn-1为第n-1块滑块的抗滑力，Tn为第n块滑块的抗滑力，ψ1为第一块滑块的安全传递系数，ψ2为第二块滑块的安全传递系数，ψ3为第三块滑块的安全传递系数，ψn为第n块滑块的安全传递系数，A1为第一块滑块的下滑力，A2为第二块滑块的下滑力，An-1为第n-1块滑块的下滑力，An为第n块滑块的下滑力；
令E0＝0，En＝0，求解所述关系式得到第一代表值；
构建第二代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure FDA0003985432020000012
式中，Fs为第二代表值，E0为剩余下滑力初始值，E1为第一块滑块的剩余下滑力，E2为第二块滑块的剩余下滑力，En为第n块滑块的剩余下滑力，T1为第一块滑块的抗滑力，T2为第二块滑块的抗滑力，Tn-1为第n-1块滑块的抗滑力，Tn为第n块滑块的抗滑力，ψ1为第一块滑块的安全传递系数，ψ2为第二块滑块的安全传递系数，ψ3为第三块滑块的安全传递系数，ψn为第n块滑块的安全传递系数，A1为第一块滑块的下滑力，A2为第二块滑块的下滑力，An-1为第n-1块滑块的下滑力，An为第n块滑块的下滑力；
令E0＝0，En＝0，求解所述关系式得到第二代表值；
将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数；
基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间。
2.根据权利要求1所述的边坡安全性分析方法，其特征在于，所述计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数，具体包括：
计算滑块的下滑力：
Ai＝[Wisinαi+Di+Qixcosαi+Qiysinαi]；
式中，Ai为第i块滑块的下滑力，Di为第一辅助参数，Wi为第i块滑块的重力，αi为第i块滑块的滑面倾角，Qix为水平地震力，Qiy竖向地震力。
计算抗滑力：
Figure FDA0003985432020000021
式中，Ti为第i块滑块的抗滑力，Pi为第二辅助参数，ci为第i块滑块的粘聚力，
Figure FDA0003985432020000022
为第i块滑块的内摩擦角，li为第i块滑块的底面长度；
计算安全传递系数：
Figure FDA0003985432020000023
式中，ψi为第i块滑块的安全传递系数，αi-1第i块滑块的上一滑块的滑面倾角。
3.根据权利要求2所述的边坡安全性分析方法，其特征在于，所述计算滑块的下滑力，还包括：
获取滑面高度；
计算季节融化深度和冻结深度；
判断所述滑面高度和冻结深度的大小关系：
当滑面高度小于冻结深度时，令第一辅助参数Di＝0；
否则，继续判断季节融化深度和冻结深度的大小关系：
当季节融化深度大于冻结深度时，令第一辅助参数Di＝(Ui-1-Ui)cosαi+Ji，
式中，Ji为渗透力，Ui为第i块滑块左侧的静水压力，Ui-1为第i块滑块右侧的静水压力；
否则，令第一辅助参数Di＝(Ui-1-Ui+ΔUi-1-ΔUi)cosαi+Ji，
式中，ΔUi-1为第i块滑块右侧的动水压力，ΔUi为第i块滑块左侧的动水压力。
Figure FDA0003985432020000031
4.根据权利要求1所述的边坡安全性分析方法，其特征在于，所述基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间，具体包括：
获取安全标准区间，所述安全标准区间包括一级区间、二级区间、三级区间、四级区间、五级区间；
根据所述边坡安全系数确定边坡的安全标准区间。
5.一种边坡安全性分析系统，其特征在于，包括：
参数获取模块：用于获取边坡的若干滑块的土体样本参数；
第一计算模块：用于基于所述土体样本参数依次计算每个滑块的下滑力、抗滑力和安全传递系数；
第二计算模块：用于根据所述下滑力、所述抗滑力和所述安全传递系数计算第一代表值和第二代表值；
具体包括：
构建第一代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure FDA0003985432020000041
式中，Ks为第一代表值，E0为剩余下滑力初始值，E1为第一块滑块的剩余下滑力，E2为第二块滑块的剩余下滑力，En为第n块滑块的剩余下滑力，T1为第一块滑块的抗滑力，T2为第二块滑块的抗滑力，Tn-1为第n-1块滑块的抗滑力，Tn为第n块滑块的抗滑力，ψ1为第一块滑块的安全传递系数，ψ2为第二块滑块的安全传递系数，ψ3为第三块滑块的安全传递系数，ψn为第n块滑块的安全传递系数，A1为第一块滑块的下滑力，A2为第二块滑块的下滑力，An-1为第n-1块滑块的下滑力，An为第n块滑块的下滑力；
令E0＝0，En＝0，求解所述关系式得到第一代表值；
构建第二代表值与剩余下滑力的关系式：
Figure FDA0003985432020000042
式中，Fs为第二代表值，E0为剩余下滑力初始值，E1为第一块滑块的剩余下滑力，E2为第二块滑块的剩余下滑力，En为第n块滑块的剩余下滑力，T1为第一块滑块的抗滑力，T2为第二块滑块的抗滑力，Tn-1为第n-1块滑块的抗滑力，Tn为第n块滑块的抗滑力，ψ1为第一块滑块的安全传递系数，ψ2为第二块滑块的安全传递系数，ψ3为第三块滑块的安全传递系数，ψn为第n块滑块的安全传递系数，A1为第一块滑块的下滑力，A2为第二块滑块的下滑力，An-1为第n-1块滑块的下滑力，An为第n块滑块的下滑力；
令E0＝0，En＝0，求解所述关系式得到第二代表值；
选择模块：用于将第一代表值和第二代表值中的较小值作为边坡安全系数；
判断模块：用于基于所述边坡安全系数判断所述边坡所属于的安全标准区间。
6.根据权利要求5所述的边坡安全性分析系统，其特征在于，所述第一计算模块具体包括：
第一计算单元：用于计算滑块的下滑力：
Ai＝[Wisinαi+Di+Qixcosαi+Qiysinαi]；
式中，Ai为第i块滑块的下滑力，Di为第一辅助参数，Wi为第i块滑块的重力，αi为第i块滑块的滑面倾角，Qix为水平地震力，Qiy竖向地震力；
第二计算单元：用于计算抗滑力：
Figure FDA0003985432020000051
式中，Ti为第i块滑块的抗滑力，Pi为第二辅助参数，ci为第i块滑块的粘聚力，
Figure FDA0003985432020000052
为第i块滑块的内摩擦角，li为第i块滑块的底面长度；
第三计算单元：用于计算安全传递系数：
Figure FDA0003985432020000053
式中，ψi为第i块滑块的安全传递系数，αi-1第i块滑块的上一滑块的滑面倾角。
7.一种边坡安全性分析设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述边坡安全性分析方法的步骤。
8.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述边坡安全性分析方法的步骤。
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