一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法

技术领域

本发明涉及滑坡防治技术领域，特别涉及一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法。

背景技术

滑坡防治是指在无法绕避滑坡地段或斜坡不稳定地段进行工程建设时所采取的防治措施。滑坡稳定性分析是滑坡防治的基础工作，是后续防治工作的前提。根据边坡岩土体特征，采取相应措施防止边坡失稳，以保证生产和人员的安全。滑坡稳定性分析是滑坡防治的基础工作，是后续防治工作的前提。对滑坡进行稳定性研究的意义在于它不仅可为工程施工提供科学的理论依据，而且对滑坡发展趋势的预警预报也具有重要的指导作用。

瑞典条分法是计算滑坡稳定性的一种方法，由于原理简单，计算量小而得到广泛应用。该方法假定滑裂面是圆弧，将滑裂体划分为若干刚性竖直土条且不考虑土条两侧的作用力。通过滑动土体的整体力矩平衡来计算安全系数F

滑坡稳定性系数（F

c

对于瑞典条分法的计算公式中对于岩土体参数c、

因此需要研发一种准确性较高的反映滑坡体的稳定性的方法以克服滑坡防治现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，该方法将电性参数

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，包括以下步骤：

S10、基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式；

S20、通过对滑坡区出露的地层岩性进行电阻率物性测试，再对滑坡体整个剖面进行高密度物探数据采集和处理，得到滑动区域的物性参数电阻率

S30、将所述滑动区域的物性参数电阻率

S40、根据所述物性参数电阻率

进一步地，所述步骤S10包括：

S101、瑞典条分法公式：

（1）

F

S102、对目标坡体构建土坡模型，并分析构建土坡边界方程和滑动圆弧方程；

S103、基于瑞典条分法公式、土坡边界方程和滑动圆弧方程，进行积分运算得出滑坡整体的稳定性计算公式。

进一步地，所述步骤S102包括：

建立平面直角坐标系，原点О取在坡趾处；设土坡滑动时，滑动面ABC为圆弧面，其圆心坐标为O'( x

（2）

滑动圆弧ABC方程为:

（3）

式中，

进一步地，所述步骤S103包括：

从圆弧滑动体内取出任一单位厚度的微分土条，土条宽度为d

（4）

式中，令滑弧总长

设dW为微分土条的重量，dW≈γ(y

（5）

（6）

（7）

式中：

由公式（2）~（7）带入公式（1）中可得滑坡稳定性计算公式：

（8）。

进一步地，所述步骤S30包括：

S301、根据区域的滑坡堆积体的电阻率参数值与滑坡堆积体的物理力学参数

对于碎块石、土体：

（9）

式中，

S302、对于土坡中所测得不同深度或不同地层中的电阻率值有所差异，可将土坡划分成不同地层区，对公式（9）做均值处理：

（10）

式中，

进一步地，所述步骤S40包括：

在步骤S40中，通过物性参数与物理力学参数之间的关系模型，将物性参数电阻率

（11）

（12）

（13）

式（11）、（12）、（13）中，

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，包括：基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式；通过对滑坡区出露的地层岩性进行电阻率物性测试，再对滑坡体整个剖面进行高密度物探数据采集和处理，得到滑动区域电阻率

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法流程图；

图2为本发明实施例提供的瑞典条分法数值解坐标系及微分土条力学分析图；

图3为本发明实施例提供的基于物探结果的土坡地层电阻率分区图；

图4为本发明实施例提供的基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法的原理图；

图5为本发明实施例提供的冷度复杂斜坡体前缘稳定性计算剖面图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1所示，本发明提供的基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法，包括以下步骤：

S10、基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式；

S20、通过对滑坡区出露的地层岩性进行电阻率物性测试，再对滑坡体整个剖面进行高密度物探数据采集和处理，得到滑动区域的物性参数电阻率

S30、将所述滑动区域的物性参数电阻率

S40、根据所述物性参数电阻率

下面分别对上述各个步骤进行详细的说明：

首先，在步骤S10中，基于瑞典条分法公式，进行数值解坐标系及微分土条力学分析，获得滑坡整体的稳定性计算公式。

本步骤中，具体包括：

S101、构建瑞典条分法公式：

（1）

F

S102、对目标坡体构建土坡模型，并分析构建土坡边界方程和滑动圆弧方程；

S103、基于瑞典条分法公式、土坡边界方程和滑动圆弧方程，进行积分运算得出滑坡整体的稳定性计算公式。

如图2所示，设有简单的均质饱和土坡AODC，坡面OD为单一直线斜坡，坡高为

为使土坡边界方程尽量简化和适于计算，建立平面直角坐标系，原点О取在坡趾处；设土坡滑动时，滑动面ABC为圆弧面，其圆心坐标为O'( x

（2）

滑动圆弧ABC方程为:

式中，

从圆弧滑动体内取出任一单位厚度的微分土条，土条宽度为d

（4）

式中，令滑弧总长

图2中，dW为微分土条的重量，dW≈γ(y

（5）

（6）

（7）

式中：

由公式（2）~（7）带入公式（1）中可得滑坡稳定性计算公式：

（8）

其次，在步骤S20中，本发明需要借助地球物理勘探技术（简称“物探”）对滑坡空间结构进行数据采集，需要沿滑坡轴线方向上部署合理的物探测线，采用高密度电阻率法，部署好电极进行野外数据的采集，然后对采集的数据进行处理，得到滑动区域电阻率

然后，在步骤S30中，对于物探解译结果分区的情况，按照不同电阻率

该步骤中得到的

分别与岩土体的抗剪强度参数关联，构建关系模型，根据关系模型换算出对应的抗剪强度参数，建立参数转换公式：

对于碎块石、土体：

（9）

式中，

对于土坡中所测得不同深度或不同地层中的电阻率值有所差异，可将土坡划分成不同地层区（图3），对公式（9）做均值处理：

（10）

式中，

最后，在步骤S40中，通过物性参数与物理力学参数之间的关系模型，将物探结果电阻率

（11）

（12）

（13）

式（11）、（12）、（13）中，

通过加权电阻率

本发明实施例，如图3所示，为基于物探加权瑞典条分法的滑坡稳定性计算方法的原理图，该方法将电性参数

举例来说：

冷都复杂斜坡体前缘滑坡区主要是耕植土、人工填土以及坡积物等，将该滑动区概化成土质滑动区，如图4所示：在计算中采用的计算坐标系以滑坡前缘剪出点为坐标原点，该边坡在图示坐标系中的滑动圆弧中心坐标为:x

滑动圆弧方程为：

根据物探结果测得该滑动区域电阻率可分为4各区域对应的电阻率值为：

该方法将电性参数

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。