(19)中华 人民共和国 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 202111480644.1 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 青岛理工大 学 地址 266033 山东省青岛市 市北区抚顺路 11号 (72)发明人 李亮　李春立　李东贤　孟凯琪　 徐亮　褚雪松　路世豹　 (74)专利代理 机构 北京盛凡佳华专利代理事务 所(普通合伙) 11947 代理人 赵浩淼 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系 数确定方法 (57)摘要 本发明公开了一种库岸边坡岩土体强度参 数最大弱化系数确定方法， 至少包括以下步骤： 建立数学模型； 计算弱化后的黏聚力值ci和内摩 擦角值 并输入数学模型， 计算安全系数并取最 小值， 重复上述计算， 得到弱化系数对应的最小 安全系数Fij； 改变黏聚力弱化系 数， 重复上述步 骤， 绘制边坡最小安全系数等值线图； 计算弱化 后的黏聚力值cck和内摩擦角值 计算失效概 率Pfk； 绘制弱化系数组合值与失效概率之间的 变化曲线， 并取最大弱化系数。 本发明根据给定 条件确定库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系 数， 增加了对边坡的安全性考虑， 也验证了岩土 体强度参数弱化系数对边坡 稳定性的影 响， 能够 广泛应用在库岸边坡的稳定性评价与灾害防治 技术领域。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114357718 A 2022.04.15 CN 114357718 A 1.一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法， 其特征在于： 至少包括以下 步骤： (1)建立数 学模型； (2)计算黏聚力弱化系数B1下的弱化后的黏聚力值c1和内摩擦角值 将(c1， φj)输入数 学模型， 计算分析时步相应的安全系数， 取安全系 数中的最小值， 重复上述计算， 得到弱化 系数对应的最小安全系数 F1j； (3)改变黏聚力 弱化系数， 重复步骤(2)， 绘制边坡最小安全系数等 值线图； (4)根据水利水电工程边坡设计规范议的安全系数和边坡最小安全系数等值线图， 计 算弱化后的黏聚力值cck和内摩擦角值 在边坡最小安全系数对应的分析时步下， 计算N个 样本对应的安全系数与失效概 率Pfk； (5)绘制弱化系数组合值与失效概率之间的变化曲线， 最小失效概率对应的弱化系数 组合值即为最大弱化系数。 2.根据权利要求1所述的一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法， 其特 征在于： 所述步骤(1)数学模型中， 库水位下降速度为V， 设定X个边坡稳定分析时步， 记为 A1， A2， A3， ......AX， 针对库岸边坡岩土体强度参数中的黏聚力和内摩擦角设计K个弱化系 数， 分别记为B1， B2， B3， .......BK和Q1， Q2，……， QK； 其中， V‑下降速度， 米/天； X ‑在边坡渗流分析中所设置的不同时步个数； A1， A2， A3， ......AX‑指边坡渗流分析X个时步中对应的每一个时步； B1， B2， B3， .......BK‑所设的K 个土体参数弱化系数所对应的每一个黏聚力弱化系数； Q1， Q2，……， QK‑所设的K个土体参数 弱化系数 所对应的每一个内摩擦角弱化系数。 3.根据权利要求1所述的一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法， 其特 征在于： 所述步骤(2)中， 在黏聚力弱化系数B1下计算弱化后的所述黏聚力值c1和内摩擦角 值 的公式分别为： c1＝c0×B1  (1) 式中： c0‑边坡岩土体强度参数中黏聚力， kPa； φ0‑边坡岩土体强度参数中内摩擦角的 初始值，°； 其中j＝1， 2， ……， K； 用极限平衡法计算分析时步A1， A2， A3， ......AX相应的安全 系数F1， F2， F3， ......FX； 取安全系数中的最小值， 重复上述计算， 得到岩土体强度参数弱化 系数(B1， Qj)对应的最小安全系数 F1j， j＝1， 2， ……， K。 4.根据权利要求1所述的一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法， 其特 征在于： 所述步骤(3)中重复所述步骤(2)获得Fij， 其中， i， j＝1， 2， …， K； 利用(Bi， Qj， Fij)， 式中， i， j＝1， 2， …K， 绘制黏聚力和内摩擦角弱化系数变化条件下边坡最小安全系数等值 线图。 5.根据权利要求1所述的一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法， 其特 征在于： 所述步骤(4)中， 根据水利水电工程边坡设计规范(SL386 ‑2007)建议的安全系数和 边坡最小安全系数等值线图获得M组黏聚力和内摩擦角弱化系数组合值 k＝1， 2，……， M； 所述步骤(4)中计算弱化后的黏聚力值和内摩擦角值的公式分别为： cck＝c0×Bck  (3)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114357718 A 2式中： cck‑黏聚力值， kPa； Bck‑黏聚力弱化系数； 内摩擦角值， ； 内摩擦角弱化系 数。 在边坡最小安全系数对应的分析时步下， 弱化后的黏聚力值cck和内摩擦角值 为随机 变量， 利用对数正态随机分布方法产生N个样本T1， T2，……， TN， 利用响应面法计算T1， T2，……， TN对应的安全系数S1， S2，……， SN； 安全系数Si<1的样本Ti为失效样本， i＝1， 2，……， N， 计算库岸边坡的失效概 率Pfk的公式为： Pfk＝q/N  (5) 式中： Pfk‑用响应面计算出来失效概率； q ‑T1， T2，……， TN样本所对应的安全系数小于1 的样本总数， k ＝1， 2，…M。 6.根据权利要求1所述的一种库岸边坡岩土体强度参数最大弱化系数确定方法， 其特 征在于： 所述步骤(5)中， 利用 绘制黏聚力和内摩擦角弱化系数 组合值与失效 概率之间的变化曲线， 最小失效概率对应的黏聚力和内摩擦角弱化系数组合值为黏聚力和 内摩擦角的最大弱化系数， 式 中， k＝1， 2，…M。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114357718 A 3