CN115754225B - 基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地震边坡稳定性技术领域,公开了基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,将坡体分解为由两个刚性滑块构成,利用滑动面上岩桥和节理面不同的抗剪强度参数以及适用于不同的破坏准则,岩桥服从Mohr‑Coulomb破坏准则,节理面服从Barton‑Bandis破坏准则,考虑地震作用对边坡稳定性的影响,基于滑块间加速度协调关系获取上下部坡体相互作用机理、构建边坡不同破坏模式,并基于极限平衡法和地震拟静力分析方法计算不同破坏模式下边坡的安全系数。本发明可以精确快速地判断实际工程中边坡的稳定性,使边坡稳定性分析理论方法更加完善。
Description
技术领域
本发明属于地震边坡稳定性技术领域,尤其涉及一种基于加速度判断上下部坡体相互作用地震边坡稳定性分析方法。
背景技术
现有技术中大多数研究只分析了以滑坡后缘拉裂缝为界的下部滑坡体的稳定性。然而,由实际工程可知,裂缝上部坡体(也可称为上部危岩体)在下部坡体失稳滑动后,也可能处于不稳定状态,有产生下滑的可能。而且这灾害容易被忽略,将对人民生命财产造成更为严重的威胁。除此之外,上部和下部坡体之间可能存在相互作用,使得下部坡体更加不稳定。以往针对上下部坡体稳定性的研究认为,当上部坡体的安全系数小于1时两部分坡体一定存在相互作用,且相互作用力为上部坡体的全部剩余下滑力;然而,根据物理学的观点可知,上部滑体在具有下滑趋势时,一部分剩余下滑力提供加速度,一部分剩余下滑力提供相互作用力,这使得现有研究不能很好地阐明上下部坡体相互作用的真实机理。因此,提出一种以加速度作为评判标准的上下部坡体的地震稳定性分析方法具有理论与实际意义。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有技术研究不能很好阐明上下部坡体相互作用的真实机理,对有些现象不能做出合理的解释和评价。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法。
本发明是这样实现的,基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法包括:
将坡体分解为由两个刚性滑块构成,利用滑动面上岩桥和节理面不同的抗剪强度参数以及适用于不同的破坏准则,岩桥服从Mohr-Coulomb破坏准则,节理面服从Barton-Bandis破坏准则,考虑地震作用对边坡稳定性的影响,基于滑块间加速度协调关系分析上下部坡体相互作用机理、构建边坡不同破坏模式,并基于极限平衡法和地震拟静力分析方法计算不同破坏模式下边坡的安全系数。
进一步,所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法具体包括:
步骤一,输入土体重度、边坡几何参数、水平和竖向地震加速度系数、上下部坡体的裂隙连通率、节理面相关参数、节理面强度弱化系数,该步骤可以考虑岩质边坡内部节理特性和节理弱化程度,弥补现有技术在考虑边坡节理特性上的不足;
步骤二,通过边坡几何参数和裂隙连通率计算上下部坡体各自的面积,进而通过坡体面积计算坡体自重,进而通过坡体自重计算坡体在节理面方向所受的法向应力,进入步骤三;该步骤可以考虑阶梯状滑动岩质边坡的几何特性,准确获得边坡在节理面方向所受的法向应力,为下一步准确获得节理面和岩桥的抗剪强度参数奠定基础;
步骤三,利用计算求得的坡体法向应力将节理面基于B-B准则的抗剪强度参数转化为基于M-C准则的抗剪强度参数,通过节理面强度弱化系数获取岩桥抗剪强度参数,进入步骤四;该步骤可以考虑节理面与岩桥抗剪强度参数之间的相关性和差异性,进而可以准确获得节理面和岩桥不同的抗剪强度参数;
步骤四,当岩桥服从M-C破坏准则,节理面服从B-B破坏准则,通过计算求得上下部坡体各自的抗滑力与下滑力,进入步骤五;该步骤认为B-B和M-C破坏准则更适用于分别描述节理面和岩桥的抗剪强度,弥补了利用单一破坏准则无法描述阶梯状岩质边坡滑动面特性的不足;
步骤五,通过计算上下部滑体各自的安全系数、加速度以及上下部坡体的整体加速度判断边坡的破坏模式,进而计算不同破坏模式上下部坡体各自的安全系数。该步骤基于加速度判断上下部坡体相互作用机理的方法,更全面地分析了上下部坡体之间的相互作用机理以及破坏模式,弥补了原有业内方法在分析上下部坡体相互作用机理的不足。
进一步,所述步骤一中,节理面服从Barton-Bandis准则。
进一步,所述步骤二中,上下部坡体自重的计算公式为:
WA=γSA;
WB=γSB;
上式中,WA和WB分别为下部坡体和上部坡体的自重,γ为土体重度,SA和SB分别为下部坡体和上部坡体的面积;
上下部坡体在节理面方向所受的法向应力的计算公式为:
上式中,σnA和σnB分别为下部坡体和上部坡体在节理面方向所受的法向应力,QAh、QAv、QBh和QBv分别为下部坡体所受的水平、竖向地震力和上部坡体所受的水平、竖向地震力,β4为节理面的倾角,lA和lB分别为下部坡体和上部坡体的滑动面沿节理面方向的投影长度。
进一步,所述步骤三中,节理面基于B-B准则的抗剪强度参数转化为基于M-C准则的抗剪强度参数的公式为:
上式中,τ和σn分别为节理面所受的剪应力和法向应力,JRC为结构面粗糙度系数,JCS为结构面壁面有效抗压强度,为基本内摩擦角,cj和/>分别为节理面的粘聚力和内摩擦角;
通过节理面强度弱化系数获取岩桥抗剪强度参数的公式为:
上式中,cr和分别为岩桥的粘聚力和内摩擦角,Kc和/>分别为节理面粘聚力和内摩擦角的弱化系数。
进一步,所述步骤四中,上下部坡体各自抗滑力和下滑力的计算公式为:
FinduceA=(WA-QAv)sinβ4+QAh cosβ4;
FinduceB=(WB-QBv)sinβ4+QBh cosβ4;
上式中,FresistA和FinduceA分别为下部坡体的抗滑力和下滑力,FresistB和FinduceB分别为上部坡体的抗滑力和下滑力,lrA和ljA分别为下部坡体的岩桥长度和节理面长度,lrB和ljB分别为上部坡体的岩桥长度和节理面长度。
进一步,所述步骤五中具体过程为:
第一步,当上下部滑体之间不存在相互作用力,分别计算上下部坡体各自的安全系数,进入第二步;
第二步,根据FSAI和FSBI的大小关系判断边坡的破坏模式,当FSBI<1且FSAI<1时,上下部坡体均失稳,判定是否有相互作用力,进入第三步;当FSBI>1且FSAI<1时,上部坡体稳定而下部坡体失稳,上下部坡体之间不存在相互作用力,进入第五步;当FSBI<1且FSAI>1时,下部坡体稳定而上部坡体失稳,上下部坡体之间存在相互作用力,进入第六步;
第三步,通过上下部坡体各自的抗滑力和下滑力计算它们各自的加速度,进入第四步;
第四步,当aA≥aB时,上下部坡体之间不存在相互作用力,进入第五步;当aA<aB时,上下部坡体之间存在相互作用力,进入第六步;
第五步,上下部坡体之间不存在相互作用力,获得上下部坡体各自实际的安全系数;
第六步,上下部坡体之间存在相互作用力,先计算上下部坡体的整体加速度,进而通过整体加速度计算上下部坡体的相互作用力,进而通过相互作用力计算上下部坡体各自实际的安全系数;
所述第一步中,当上下部滑体之间不存在相互作用力,分别计算上下部坡体各自的安全系数的计算公式为:
上式中,FSAI和FSBI分别为假定不存在相互作用力时下部坡体和上部坡体的安全系数;
所述第三步中,通过上下部坡体各自的抗滑力和下滑力计算它们各自的加速度的计算公式为:
aA=(FinduceA-FresistA)/mA;
aB=(FinduceB-FresistB)/mB;
上式中,aA和aB分别为下部坡体和上部坡体的加速度;
所述第五步中,上下部坡体之间不存在相互作用力,获得上下部坡体各自实际的安全系数的计算公式为:
FSAI=FSA;
FSBI=FSB;
上式中,FSA和FSB分别为下部坡体和上部坡体实际的安全系数。
进一步,所述第六步中,上下部坡体的整体加速度计算公式为:
mA=WA/g;
mB=WB/g;
a=(FinduceA+FinduceB-FresistA-FresistB)/(mA+mB);
上式中,mA和mB分别为下部滑体和上部滑体的质量,g为重力加速度,a为上下部坡体的整体加速度;
当a≥0时,上下部坡体均失稳;当a<0时,上下部坡体均稳定;所述上下部坡体的相互作用力的计算公式为:
FAB=FinduceB-FresistB-mBa;
上式中,FAB为上下部坡体的相互作用力;
进一步,所述第六步中,上下部坡体各自实际的安全系数为:
结合上述的技术方案和解决的技术问题,本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为:
本发明具体为一种基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,考虑岩桥和节理的抗剪强度对边坡稳定性的不同贡献和地震对边坡稳定性的影响,采用基于加速度协调的方法分析上下部坡体相互作用机理,使边坡稳定性分析理论方法更加完善。
基于实际滑坡中后缘拉裂缝后面的坡体与滑坡体之间的相互作用及更易诱导滑坡失稳的角度考虑,本发明通过构建判断上下部坡体相互作用地震边坡稳定性分析模型,可以精确快速地获得上下部坡体各自的加速度,进而准确地判断上下部坡体的作用机理及上下部坡体是否滑动的根本问题,可有效获取实际工程中普适性边坡在地震作用下的稳定性,使边坡稳定性分析理论方法更加完
本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白:本发明从获得边坡上下部坡体各自加速度的角度出发,进而判断了上下部坡体之间的相互作用机理;基于相互作用机理,通过计算更加精确地得到了上下部坡体的安全系数,最终判断了实际工程中边坡的稳定性。与国内外已有的计算上下部坡体安全系数的方法相比,本发明独创地使用了加速度判断上下部坡体的作用机理,并更加精确地获取了上下部坡体的安全系数,填补了国内外业内技术的空白。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法流程图;
图2是本发明实施例提供的基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析过程示意图。
图3(a)是本发明实施例提供的L=5m时各区域安全系数随着kY的变化规律示意图;
图3(b)是本发明实施例提供的L=5m时AB区域之间相互作用力与方法2的对比分析示意图;
图3(c)是本发明实施例提供的L=20m时AB区域各自安全系数随着kY的变化规律示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现,该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
如图1所示,本发明实施例提供的基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法包括:
S101:输入土体重度、边坡几何参数、水平和竖向地震加速度系数、上下部坡体的裂隙连通率、节理面相关参数、节理面强度弱化系数;
S102:通过边坡几何参数和裂隙连通率计算上下部坡体各自的面积,进而通过坡体面积计算坡体自重,进而通过坡体自重计算坡体在节理面方向所受的法向应力,进入S103;
S103:利用计算求得的坡体法向应力将节理面基于B-B准则的抗剪强度参数转化为基于Mohr-Coulomb(M-C)准则的抗剪强度参数,通过节理面强度弱化系数获取岩桥抗剪强度参数,进入S104;
S104:当岩桥服从M-C破坏准则,节理面服从B-B破坏准则,通过计算求得上下部坡体各自的抗滑力与下滑力,进入S105;
S105:通过计算上下部滑体各自的安全系数、加速度以及上下部坡体的整体加速度判断边坡的破坏模式,进而计算不同破坏模式上下部坡体各自的安全系数。
本发明实施例提供的S101中,节理面服从Barton-Bandis准则。
本发明实施例提供的S102中,上下部坡体自重的计算公式为:
WA=γSA;
WB=γSB;
上式中,WA和WB分别为下部坡体和上部坡体的自重,γ为土体重度,SA和SB分别为下部坡体和上部坡体的面积;
上下部坡体在节理面方向所受的法向应力的计算公式为:
上式中,σnA和σnB分别为下部坡体和上部坡体在节理面方向所受的法向应力,QAh、QAv、QBh和QBv分别为下部坡体所受的水平、竖向地震力和上部坡体所受的水平、竖向地震力,β4为节理面的倾角,lA和lB分别为下部坡体和上部坡体的滑动面沿节理面方向的投影长度。
本发明实施例提供的S103中,节理面基于B-B准则的抗剪强度参数转化为基于M-C准则的抗剪强度参数的公式为:
上式中,τ和σn分别为节理面所受的剪应力和法向应力,JRC为结构面粗糙度系数,JCS为结构面壁面有效抗压强度,为基本内摩擦角,cj和/>分别为节理面的粘聚力和内摩擦角;
通过节理面强度弱化系数获取岩桥抗剪强度参数的公式为:
上式中,cr和分别为岩桥的粘聚力和内摩擦角,Kc和/>分别为节理面粘聚力和内摩擦角的弱化系数。
本发明实施例提供的S104中,上下部坡体各自抗滑力和下滑力的计算公式为:
FinduceA=(WA-QAv)sinβ4+QAhcosβ4;
FinduceB=(WB-QBv)sinβ4+QBhcosβ4;
上式中,FresistA和FinduceA分别为下部坡体的抗滑力和下滑力,FresistB和FinduceB分别为上部坡体的抗滑力和下滑力,lrA和ljA分别为下部坡体的岩桥长度和节理面长度,lrB和ljB分别为上部坡体的岩桥长度和节理面长度。
本发明实施例提供的S105具体过程为:
第一步,首先假定上下部滑体之间不存在相互作用力,分别计算上下部坡体各自的安全系数,进入第二步;
第二步,根据FSAI和FSBI的大小关系判断边坡的破坏模式,当FSBI<1且FSAI<1时,上下部坡体均失稳,需判定是否有相互作用力,进入第三步;当FSBI>1且FSAI<1时,上部坡体稳定而下部坡体失稳,此时上下部坡体之间不存在相互作用力,进入第五步;当FSBI<1且FSAI>1时,下部坡体稳定而上部坡体失稳,此时上下部坡体之间存在相互作用力,进入第六步;
第三步,通过上下部坡体各自的抗滑力和下滑力计算它们各自的加速度,进入第四步;
第四步,当aA≥aB时,上下部坡体之间不存在相互作用力,进入第五步;当aA<aB时,上下部坡体之间存在相互作用力,进入第六步;
第五步,上下部坡体之间不存在相互作用力,可获得上下部坡体各自实际的安全系数;
第六步,上下部坡体之间存在相互作用力,先计算上下部坡体的整体加速度,进而通过整体加速度计算上下部坡体的相互作用力,进而通过相互作用力计算上下部坡体各自实际的安全系数。
所述第一步中,假定上下部滑体之间不存在相互作用力,分别计算上下部坡体各自的安全系数计算公式为:
上式中,FSAI和FSBI分别为假定不存在相互作用力时下部坡体和上部坡体的安全系数。
所述第三步中,通过上下部坡体各自的抗滑力和下滑力计算它们各自的加速度计算公式为:
aA=(FinduceA-FresistA)/mA;
aB=(FinduceB-FresistB)/mB;
上式中,aA和aB分别为下部坡体和上部坡体的加速度。
所述第五步中,上下部坡体之间不存在相互作用力,可获得上下部坡体各自实际的安全系数计算公式为:
FSAI=FSA;
FSBI=FSB;
上式中,FSA和FSB分别为下部坡体和上部坡体实际的安全系数。
所述第六步中,上下部坡体的整体加速度计算公式为:
mA=WA/g;
mB=WB/g;
a=(FinduceA+FinduceB-FresistA-FresistB)/(mA+mB);
上式中,mA和mB分别为下部滑体和上部滑体的质量,g为重力加速度,a为上下部坡体的整体加速度;
当a≥0时,上下部坡体均失稳;当a<0时,上下部坡体均稳定。所述上下部坡体的相互作用力的计算公式为:
FAB=FinduceB-FresistB-mBa;
上式中,FAB为上下部坡体的相互作用力;
所述第六步中,上下部坡体各自实际的安全系数为:
二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值,该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
在实际工程中,通过工程勘察以及原位或室内试验获取危险边坡的土体重度、几何参数、裂隙连通率和节理面弱化系数。将这些参数输入到编制好的程序中,通过程序可以计算出上下部坡体的加速度和相互作用下上下部坡体各自的安全系数,可快速判断实际工程中边坡的稳定性。
三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果,和现有技术相比的确具备很大的优势,下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
基于本发明所提出的一种基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,展开了与已有业内方法的对比分析。对比分析算例所采用的具体参数如下:
1)kA=0.6~1.0,kB=kA,L=5m;
2)kA=0.3~1.0,kB=kA,L=20m。
其他参数取值为:Kc=0.2,H=60m,α=10°,β=70°,γ=25kN/m3,H1=4m,H2=3m,β1=70°,β2=35°,β3=60°,/>JRC=3,JCS=20MPa。计算结果与对比分析结果分别如图3(a)-图3(c)与表1所示。
表1图3(a)对应的计算数据
图3(a)-图3(c)中FSA表示下部坡体安全系数,FSB表示上部坡体安全系数,FSAB表示整个坡体的安全系数。由图3(a)和图3(b)及表可知,当AB区域安全系数均大于1.0时,它们之间不存在相互作用力。当B区域先失稳且作用于止区域时,由kA=0.66可知,AB区域之间作用力(6.781kN)可抵抗B区域自身剩余下滑力(0.726kN),AB区域均稳定(符合本发明的相互作用机理分析)。此时AB区域各自的安全系数不是1.040和0.997,而是1.027和1.026。而当kA=0.7时,AB区域之间作用力(5.620kN)无法抵抗B区域自身剩余下滑力(6.693kN),AB区域均失稳(符合本发明方法3的机理分析)。此时AB区域各自的安全系数不是1.007和0.971,而是0.995和0.995,故在AB区域之间作用力的影响下,止区域的安全系数降低而B区域的安全系数升高,故上部坡体的存在不利于下部坡体的稳定。另外,整体的安全系数FSAB更是在二者之间。当AB区域均失稳时,尤其当kA=0.86时,此时止区域加速度小于B区域加速度,求得AB区域之间作用力为0.049kN,而通过已有业内方法计算的作用力却高达30.560kN,此时B区域推着止区域一起失稳。当kY>0.87时,止区域加速度大于B区域加速度,此时AB区域之间不存在作用力,这是目前研究易忽略的地方。另外,某些参数影响下可能存在如图3(c)所展现的情况,AB区域不论稳定还是失稳均没有相互作用力。
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,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,包括:
将坡体分解为由两个刚性滑块构成,利用滑动面上岩桥和节理面不同的抗剪强度参数以及适用于不同的破坏准则,岩桥服从Mohr-Coulomb破坏准则,节理面服从Barton-Bandis破坏准则,基于滑块间加速度协调关系获取上下部坡体相互作用机理、构建边坡不同破坏模式,并基于极限平衡法和地震拟静力分析方法计算不同破坏模式下边坡的安全系数;所述上下部坡体相互作用下地震边坡稳定性分析方法具体包括:
步骤一,输入土体重度、边坡几何参数、上下部坡体的裂隙连通率、节理面相关参数、节理面强度弱化系数;
步骤二,通过边坡几何参数和裂隙连通率计算上下部坡体各自的面积,进而通过坡体面积计算坡体自重,进而通过坡体自重计算坡体在节理面方向所受的法向应力,进入步骤三;
步骤三,利用计算求得的坡体法向应力将节理面基于Barton-Bandis准则的抗剪强度参数转化为基于Mohr-Coulomb准则的抗剪强度参数,通过节理面强度弱化系数获取岩桥抗剪强度参数,进入步骤四;
步骤四,当岩桥服从Mohr-Coulomb破坏准则,节理面服从Barton-Bandis破坏准则,通过计算求得上下部坡体各自的抗滑力与下滑力,进入步骤五;
步骤五,通过计算上下部滑体各自的安全系数、加速度以及上下部坡体的整体加速度判断边坡的破坏模式,进而计算不同破坏模式上下部坡体各自的安全系数。
2.如权利要求1所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述步骤一中,节理面服从Barton-Bandis准则。
3.如权利要求1所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述步骤二中,上下部坡体自重的计算公式为:
WA=γSA;
WB=γSB;
上式中,WA和WB分别为下部坡体和上部坡体的自重,γ为土体重度,SA和SB分别为下部坡体和上部坡体的面积;
上下部坡体在节理面方向所受的法向应力的计算公式为:
上式中,σnA和σnB分别为下部坡体和上部坡体在节理面方向所受的法向应力,β4为节理面的倾角,lA和lB分别为下部坡体和上部坡体的滑动面沿节理面方向的投影长度。
4.如权利要求1所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述步骤三中,节理面基于Barton-Bandis准则的抗剪强度参数转化为基于Mohr-Coulomb准则的抗剪强度参数的公式为:
上式中,τ和σn分别为节理面所受的剪应力和法向应力,JRC为结构面粗糙度系数,JCS为结构面壁面有效抗压强度,为基本内摩擦角,cj和/>分别为节理面的粘聚力和内摩擦角;
通过节理面强度弱化系数获取岩桥抗剪强度参数的公式为:
上式中,cr和分别为岩桥的粘聚力和内摩擦角,Kc和/>分别为节理面粘聚力和内摩擦角的弱化系数。
5.如权利要求1所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述步骤四中,上下部坡体各自抗滑力和下滑力的计算公式为:
FinduceA=WA•sinβ4;
FinduceB=WB•sinβ4;
上式中,FresistA和FinduceA分别为下部坡体的抗滑力和下滑力,FresistB和FinduceB分别为上部坡体的抗滑力和下滑力,lrA和ljA分别为下部坡体的岩桥长度和节理面长度,lrB和ljB分别为上部坡体的岩桥长度和节理面长度。
6.如权利要求1所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述步骤五中具体过程为:
第一步,当上下部滑体之间不存在相互作用力,分别计算上下部坡体各自的安全系数,进入第二步;
第二步,根据FSAI和FSBI的大小关系判断边坡的破坏模式,当FSBI<1且FSAI<1时,上下部坡体均失稳,判定是否有相互作用力,进入第三步;当FSBI>1且FSAI<1时,上部坡体稳定而下部坡体失稳,上下部坡体之间不存在相互作用力,进入第五步;当FSBI<1且FSAI>1时,下部坡体稳定而上部坡体失稳,上下部坡体之间存在相互作用力,进入第六步;
第三步,通过上下部坡体各自的抗滑力和下滑力计算它们各自的加速度,进入第四步;
第四步,当aA≥aB时,上下部坡体之间不存在相互作用力,进入第五步;当aA<aB时,上下部坡体之间存在相互作用力,进入第六步;
第五步,上下部坡体之间不存在相互作用力,获得上下部坡体各自实际的安全系数;
第六步,上下部坡体之间存在相互作用力,先计算上下部坡体的整体加速度,进而通过整体加速度计算上下部坡体的相互作用力,进而通过相互作用力计算上下部坡体各自实际的安全系数;
所述第一步中,当上下部滑体之间不存在相互作用力,分别计算上下部坡体各自的安全系数的计算公式为:
上式中,FSAI和FSBI分别为假定不存在相互作用力时下部坡体和上部坡体的安全系数;
所述第三步中,通过上下部坡体各自的抗滑力和下滑力计算它们各自的加速度的计算公式为:
aA=(FinduceA-FresistA)/mA;
aB=(FinduceB-FresistB)/mB;
上式中,aA和aB分别为下部坡体和上部坡体的加速度;
所述第五步中,上下部坡体之间不存在相互作用力,获得上下部坡体各自实际的安全系数的计算公式为:
FSAI=FSA;
FSBI=FSB;
上式中,FSA和FSB分别为下部坡体和上部坡体实际的安全系数。
7.如权利要求6所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述第六步中,上下部坡体的整体加速度计算公式为:
mA=WA/g;
mB=WB/g;
a=(FinduceA+FinduceB-FresistA-FresistB)/(mA+mB);
上式中,mA和mB分别为下部滑体和上部滑体的质量,g为重力加速度,a为上下部坡体的整体加速度;
当a≥0时,上下部坡体均失稳;当a<0时,上下部坡体均稳定;所述上下部坡体的相互作用力的计算公式为:
FAB=FinduceB-FresistB-mBa;
上式中,FAB为上下部坡体的相互作用力。
8.如权利要求6所述基于加速度判断上下坡体相互作用的地震稳定性分析方法,其特征在于,所述第六步中,上下部坡体各自实际的安全系数为:
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