一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算改进方法与流程

技术特征：

1.一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算的改进方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤一：根据现场地质勘查确定边坡范围，并通过岩土试验确定其非饱和土体物理力学参数：其中，主要物理力学参数包括：土体有效内摩擦角φ',土体有效粘聚力c',土体干容重γs,土体的饱和体积含水量θs，土体的残余体积含水量θr，非饱和土水土特征曲线参数(α，n)；

步骤二：根据路堑边坡形破坏地质模式土体的抗滑力和下滑力的受力分析，建立路堑边坡楔形破坏地质模式的稳定性计算模型；

步骤三：结合基于土体非饱和条件下不同体积含水量的稳定系数计算方法，对路堑边坡稳定系数进行计算；

步骤四：根据计算结果，对非饱和土质路堑边坡开展稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算的改进方法，其特征在于，所述步骤二中涉及的楔形破坏地质模式的稳定性计算模型，具体如下：

1)根据楔形破坏剖面的受力分析，可建立路堑边坡楔形破坏地质模式的抗滑力和下滑力计算模型；

路堑边坡楔形破坏模式的土质块体的重量可用下式表示：

式中，W为路堑边坡楔形剖面土体的总重量，γ为路堑边坡土体容重,β为路堑边坡坡度，δ为路堑边坡滑面倾角，Z为路堑边坡的高度；

边坡相应的下滑力和总应力可以分别表示为：:

2)根据极限平衡理论，边坡的稳定系数是抗滑力和下滑力的比值，因此土质路堑边坡楔形破坏剖面的稳定性系数的计算模型可以表示为：

即：

式中，Fs(Z,t)为滑坡非饱和土体稳定系数，σ^s(Z,t)为非饱和土体深度的吸应力；φ'为土体有效内摩擦角；c'为土体有效粘聚力,γ为土体容重,β为滑坡坡度，δ为路堑边坡滑面倾角。

3.根据权利要求1所述的一种非饱和土质路堑边坡稳定性计算的改进方法，其特征在于，所述步骤三中涉及的基于非饱和土体的稳定性计算方法具体如下：

1)基于非饱和土体积含水量的非饱和土体稳定系数计算方法，是耦合非饱和土理论，水文学理论和滑坡稳定性分析理论，对滑坡非饱和土的稳定系数进行实时求解，具体按照如下方法实施：根据水文学理论中计算有效饱和度Se(Z,t)：

式中：Se(Z,t)为有效饱和度，θ(Z,t)为土体的饱和体积含水量，θ_s为土体的饱和体积含水量，θ_r为土体的残余体积含水量；t为不同时刻，Z为不同土层深度；

2)根据土壤学理论计算非饱和土体基质吸力ψ(Z,t)：

式中：ψ(Z,t)为滑坡非饱和土体基质吸力，γ_w为水的容重,α和n为水土特征曲线特征参数；

3)根据非饱和土力学理论计算吸应力σ^s(Z,t)：

σ^s(Z,t)＝S_eψ(Z,t) 公式8

式中：σ^s(Z,t)为非饱和土吸应力；ψ(Z,t)为滑坡非饱和土体基质吸力；Se为有效饱和度；

耦合非饱和土理论，水文学理论和滑坡稳定性分析理论，计算滑坡非饱和土体稳定系数Fs(Z,t)：

式中，Fs(Z,t)为滑坡非饱和土体稳定系数，σ^s(Z,t)为非饱和土体深度的吸应力；φ'为土体有效内摩擦角；c'为土体有效粘聚力,γ_s为土体干容重,γ_w为水的容重,β为滑坡坡度,δ为路堑边坡滑面倾角。