(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210774421.4 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 111号 (72)发明人 冯君　王瑞兴　向波　张俊云　 杨涛　罗晗玲　潘激扬　 (74)专利代理 机构 成都方圆聿联专利代理事务 所(普通合伙) 51241 专利代理师 邓永红 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种考虑地球曲率因素影响的超巨型滑坡 稳定性分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑地球曲率因素影响 的超巨型滑坡稳定性分析方法， 包括以下步骤： S1.确定超巨型滑坡稳定性分析的准则和表征分 析结果的数据： 基于弗兰纽斯稳定安全系数准则 进行土坡 稳定分析并考虑土条间相互作用力， 最 终需要得到安全系数K来表征分析结果； S2.根据 步骤S1所述的弗兰纽斯稳定安全系数准则， 土条 处于平衡状态时， 得出土条滑面处切向力公式； 由土条竖向力平 衡得出土条的法向应力； 由滑动 土体处于整体平 衡时， 各土条所受的力对滑面圆 心的力矩代数和为零得出各土条切向力之和； S3.根据步骤S2所得结果， 根据有效应力法得到 安全系数K。 本发明考虑了地球曲率影响的简化 毕肖普法在长滑坡计算中安全系数有所下降， 更 符合实际滑坡情况。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115146348 A 2022.10.04 CN 115146348 A 1.一种考虑地球曲率因素影响的超巨型滑坡稳定性分析方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： S1.确定超巨型滑坡稳定性分析的准则和表征分析 结果的数据： 基于弗兰纽斯稳定安全系数准则进行土坡稳定分析并考虑土条间相互作用力， 最终需 要得到安全系数 K来表征分析 结果； S2.根据步骤S1所述的弗兰纽斯稳定安全系数准则， 土条处于平衡状态时， 对单个土条 进行竖向力平衡方程分析得出土条滑面处切向力； 由土条竖向力平衡得出土条的法向应 力； 由滑动土体处于整体平衡时， 各土条所 受的力对滑面圆心的力矩代数和为零， 计算得到 其整体平衡方程， 根据滑坡整体平衡得到地球曲率影响下重力对滑块整体产生水平力影 响， 并在此 条件下推导出滑坡完全稳定系数； S3.根据步骤S2所 得结果， 根据有效应力法得到安全系数 K， 此时转换后的公式为： 其中 式中， ci， 土的黏聚力和内摩擦角， °； Qi——土条受到的横向力， k N； ei——横向力对圆心O的力臂， m； θi——土条沿重力指向地心方向与竖直方向的夹角， °； R——地球半径， km； αi——土条滑动面法向与竖直方向的夹角， °； Wi——土条受到的重力， k N。 根据转换后的公式， 预先设定系数K， 代入求出mi后再反求K值， 如此迭代直至计算出真 实安全系数。 2.根据权利要求1所述的一种考虑地球曲率因素影响的超巨型滑坡稳定性分析方法， 其特征在于： 所述步骤S2中土条处于平衡状态时， 考虑土条指向地心的重力Wi与土条竖向 力之间存在夹角 θi， 故土条竖向力为Wicosθi； 由此得到土条竖向力平衡方程， 并求得切向力 与法向应力的关系： Wicosθi‑Tisinαi‑Nicosαi＝0 式中： Ti为土条滑面处的切向力； Ni为法向压力； 从而由土条竖向力平衡得出土条的法 向应力。 3.根据权利要求1所述的一种考虑地球曲率因素影响的超巨型滑坡稳定性分析方法， 其特征在于： 所述步骤S 2中， 土条由于指向地心的重力Wi， 存在土条重力的横向分量为Wisin θi， 各土条所受的力对滑面圆心的力矩 代数和为 零， 由此得到土体整体平衡方程： ∑WicosθiRsinαi‑∑TiR+∑(Qi+Wisinθi)ei＝0 式中， Qi表示土条受到的横向力， 单位kN； θi表示土条沿重力指向地心方向与竖直方向 的夹角， 单位为 °； ei表示横向力对圆心O的力臂， 单位为m； 由此得到切向力Ti与安全系数K的 关系；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146348 A 2根据切向力Ti与安全系数 K的关系， 推导出安全系数 K。 4.根据权利要求1所述的一种考虑地球曲率因素影响的超巨型滑坡稳定性分析方法， 其特征在于： 所述步骤S2中， 地球曲率影响下重力对滑块整体产生水平力影响确定方式如 下： 设土块被分割为2i块时， 以第i块将左右分隔， 从第一块起， Wi与竖直向下的夹角分别为 θ1、 θ2、…、 θ2i‑1、 θ2i； 由此可知此时地球曲率影响下重力对滑块整体产生水平力影响为： 5.根据权利要求1所述的一种考虑地球曲率因素影响的超巨型滑坡稳定性分析方法， 其特征在于： 最终求K时采用迭代计算时， 先假定 K＝1， 求出mi后再代入求K值； 如此时K≠1， 则用新的 K值求下一个mi和K值， 如此反复迭代， 直至最后一次迭代前的K和计算迭代后的K非常接近 为止， 此时由迭代得到的边坡安全系数K作为最终的稳定性分析结果； 迭代前 的K和计算迭 代后的K非常接 近是指两者之间的差小于设定的阈值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146348 A 3