申请/专利权人：河北建筑工程学院;中国铁路设计集团有限公司

申请日：2021-08-16

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113641943B

主分类号：G06F17/10

分类号：G06F17/10;E02D17/20;E02D5/74

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.11.30#实质审查的生效;2021.11.12#公开

摘要：本发明公开了一种考虑地层应力的锚杆加固边坡分析方法，包括以下步骤：计算假定滑动面的圆弧半径；建立平面坐标系；计算边坡的滑动力矩；计算由摩擦力和粘聚力提供的抗滑力矩；计算整体锚固力矩；计算安全系数，评价边坡稳定性。本发明能够对锚杆加固边坡进行分析，既考虑坡体滑动状态下锚杆有效的锚固长度，又考虑进入坡体三角区内锚固体所受地应力非线性分布，得到较为真实准确的锚固力，从而确定加固边坡所需的锚杆数，锚杆的数量由需要提升的锚固力矩决定，当安全系数大于1时则不再需要增添锚杆的数量，此时边坡处于稳定状态。本发明对于锚杆加固边坡的设计计算将会带来很大的便利和准确性。

主权项：1.一种考虑地层应力的锚杆加固边坡分析方法，其特征在于：包括以下步骤：包括以下步骤：i计算假定滑动面的圆弧半径已知坡脚θ的大小，根据拟合公式可计算α、β的值，其中，α为原点坡脚连线与坡面夹角，β为原点坡顶连线与水平线夹角，进而通过正弦定理等三角公式可推断出圆弧半径r长度；ii建立平面坐标系根据滑动破坏面必过坡脚的准则和圆弧半径可找到圆心的位置，以圆心为原点，竖直方向为y轴水平方向为x轴，建立平面直角坐标系；iii计算边坡的滑动力矩将边坡分成若干土条，每个土条的重力与其质心到圆点距离的乘积为该土条的滑动力矩，整个坡体的滑动力矩为各土条滑动力矩之和；iv计算由摩擦力和粘聚力提供的抗滑力矩天然边坡依靠土颗粒之间的摩擦力和粘聚力达到自稳状态，摩擦抗滑力矩由土条重力、土条滑动倾角和土的内摩擦角决定，粘聚力抗滑力矩由土的内粘聚力决定，计算以上由摩擦力和粘聚力提供的抗滑力矩；v计算整体锚固力矩当边坡由于外界原因无法达到自稳状态时需植入锚杆进行加固处理，每根锚杆的锚固力受到破坏面及地层应力的影响，其与力臂乘积为锚固力矩，累计求和得到整体锚固力矩；vi计算安全系数，评价边坡稳定性计算得到安全系数，若所求安全系数小于1则边坡处于不稳定状态，应重复最后两步，增添锚杆数量，提高抗滑力矩直至安全系数满足要求；步骤vi中计算安全系数，按照以下公式计算： 作为优选的，实际锚固段为xN到xM的部分的计算过程如下：为利于计算将锚杆的轨迹方程设为一次函数y＝kx+b选取第一根锚杆的入射位置为据坡肩S0处，入射角度为i，则一次方程求解为： 与圆弧轨迹方程联立 解得交点横坐标 又已知锚杆的整体长度为l0，则杆端横坐标为 从而，得到实际锚固段为xN到xM的部分。

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权利要求：

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