基于极限平衡法的边坡加固力分析方法技术

本发明专利技术的实施例提供了基于极限平衡法的边坡加固力分析方法，方法包括：将边坡离散为n个条块，在每个迭代中，将前一个迭代计算得到的加固力作为本次迭代的初始加固力P0，计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H

【技术实现步骤摘要】
基于极限平衡法的边坡加固力分析方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体而言，涉及一种基于极限平衡法的边坡加固力分析方法。

技术介绍

[0002]边/滑坡工程的治理，最要紧的工作一是边/滑坡的稳定性分析，二是对非稳定的边/滑坡选取合适的支护方式其进行加固处理。边/滑坡的稳定性分析工作，一般借用极限平衡法进行，并基于现成的软件进行求取。
[0003]而对于支护方式的选取，则需要结合边/滑坡所需加固力的大小及滑体厚度等确定，在力学分析中，以边/滑坡加固力的大小最为关键。基于极限平衡法，已有文献及规范对滑坡加固力给出了隐式的迭代求解方案或显式的直接求解方案，隐式的求解方案给出较精确的结果，但求解过程较为复杂，不易被工程设计人员掌握；显式求解方案得到的计算结果不够准确。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于极限平衡法的边坡加固力分析方法，能够提高加固力求解的效率。
[0005]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种基于极限平衡法的边坡加固力分析方法，方法包括：
[0007]将边坡离散为n个条块；
[0008]预设加固力为0，基于受力分析方程计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力H
n+1,0
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1,0
；
[0009]当所述第一法向力H
n+1,0
大于0零时，在节点k+1处增加抗滑桩，设置边坡的初始加固力为P0为H
k+1,0
；
[0010]计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H
n+1
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1
；
[0011]在所述第二法向力H
n+1
小于零的情况下，基于极限平衡法的抗滑桩加固力迭代模型，确定所述第二法向力H
n+1
对应的最新加固力P1；
[0012]计算所述P0与所述P1的差值的绝对值；
[0013]当所述绝对值大于或者等于预设阈值时，重新设置初始加固力P0＝P1；
[0014]返回执行所述计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H
n+1
第k个条块第k+1节点法向力H
k+1
至计算所述P0与所述P1的差值的绝对值的步骤，直至计算的初始加固力与最新加固力的差值的绝对值小于预设阈值时，将最新的加固力作为边坡的加固力。
[0015]在可选的实施方式中，所述预设加固力为0，基于受力分析方程计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力H
n+1,0
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1,0
的步骤，包括：
[0016]确定第i条块的受力参数，其中，i小于n，且i和n为正整数，所述受力参数包括：作用于第i条块第一条分面上的法向力和剪切力，作用于第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力，作用于第i条块的条底法向力和条底剪切力，第i条块的重力；
[0017]基于第i条块的受力参数，确定第i条块的水平向平衡方程、竖直向平衡方程、条间本构方程以及条底本构方程；
[0018]基于第i条块的水平向平衡方程、竖直向平衡方程、条间本构方程以及条底本构方程，计算得到作用于第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力；
[0019]将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的法向力和剪切力；
[0020]将第i+1条块作为新的第i条块，重复执行所述确定第i条块的受力参数至将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的法向力和剪切力的步骤，直至i+1等于n，将作用于最新的第i条块的第二条分面的法向力和剪切力，作为作用于第n条块的第一条分面的法向力和剪切力；
[0021]确定第n条块的受力参数；
[0022]基于所述第n条块的受力参数，计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力。
[0023]在可选的实施方式中，计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H
n+1
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1
的步骤，包括：
[0024]确定第i条块的受力参数，其中，i小于k，k小于n，且i、k、n为正整数，所述受力参数包括：作用于第i条块第一条分面上的法向力和剪切力，作用于第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力，作用于第i条块的条底法向力和条底剪切力，第i条块的重力；
[0025]基于第i条块的受力参数，确定第i条块的水平向平衡方程、竖直向平衡方程、条间本构方程以及条底本构方程；
[0026]基于第i条块的水平向平衡方程、竖直向平衡方程、条间本构方程以及条底本构方程，计算得到作用于第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力；
[0027]将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的法向力和剪切力；
[0028]将第i+1条块作为新的第i条块，重复执行所述确定第i条块的受力参数至将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的法向力和剪切力的步骤，直至i+1等于k，将作用于最新的第i条块的第二条分面的法向力和剪切力，作为作用于第k条块的第一条分面的法向力和剪切力；
[0029]确定k条块的受力参数，其中，所述第k条块的受力参数包括：作用于第k条块的第一条分面的法向力和剪切力，作用于第k条块的第二条分面上的法向力和剪切力，作用于第k条块的条底法向力和条底剪切力，第k条块的重力，作用于第k条块的加固力；
[0030]基于所述第k条块的受力参数，计算得到作用于第k条块的第二条分面上的法向力和剪切力；
[0031]将作用于第k条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为，作用于第k+1条块的第一条分面的法向力和剪切力；
[0032]将第k+1条块作为新的第i条块，重复执行所述确定第i条块的受力参数至将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的
法向力和剪切力的步骤，直至i+1等于n，将作用于最新的第i条块的第二条分面的法向力和剪切力，作为作用于第n条块的第一条分面的法向力和剪切力；
[0033]确定第n条块的受力参数；
[0034]基于所述第n条块的受力参数，计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力。
[0035]在可选的实施方式中，在所述预设加固力为0，基于受力分析方程计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力H
n+1,0
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1,0
的步骤之后，所述方法还包括：
[0036]在所述第一法向力H
n+1,0
小于或者等于零的情况下，确定所述边坡无需加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极限平衡法的边坡加固力分析方法，其特征在于，所述方法包括：将边坡离散为n个条块；预设加固力为0，基于受力分析方程计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力H
n+1,0
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1,0
；当所述第一法向力H
n+1,0
大于0零时，在节点k+1处增加抗滑桩，设置边坡的初始加固力为P0为H
k+1,0
；计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H
n+1
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1
；在所述第二法向力H
n+1
小于零的情况下，基于极限平衡法的抗滑桩加固力迭代模型，确定所述第二法向力H
n+1
对应的最新加固力P1；计算所述P0与所述P1的差值的绝对值；当所述绝对值大于或者等于预设阈值时，重新设置初始加固力P0＝P1；返回执行所述计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H
n+1
第k个条块第k+1节点法向力H
k+1
至计算所述P0与所述P1的差值的绝对值的步骤，直至计算的初始加固力与最新加固力的差值的绝对值小于预设阈值时，将最新的加固力作为边坡的加固力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设加固力为0，基于受力分析方程计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力H
n+1,0
及第k个条块第k+1节点法向力H
k+1,0
的步骤，包括：确定第i条块的受力参数，其中，i小于n，且i和n为正整数，所述受力参数包括：作用于第i条块第一条分面上的法向力和剪切力，作用于第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力，作用于第i条块的条底法向力和条底剪切力，第i条块的重力；基于第i条块的受力参数，确定第i条块的水平向平衡方程、竖直向平衡方程、条间本构方程以及条底本构方程；基于第i条块的水平向平衡方程、竖直向平衡方程、条间本构方程以及条底本构方程，计算得到作用于第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力；将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的法向力和剪切力；将第i+1条块作为新的第i条块，重复执行所述确定第i条块的受力参数至将作用于所述第i条块的第二条分面上的法向力和剪切力作为作用于第i+1条块的第一条分面的法向力和剪切力的步骤，直至i+1等于n，将作用于最新的第i条块的第二条分面的法向力和剪切力，作为作用于第n条块的第一条分面的法向力和剪切力；确定第n条块的受力参数；基于所述第n条块的受力参数，计算第n个条块的第n+1节点处的第一法向力。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算第n个条块的第n+1节点处的第二法向力H<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王安礼，冯楚桥，孙瑞峰，向国兴，徐江，
申请(专利权)人：贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：