(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 202210938387.X (22)申请日 2022.08.05 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 王大国　文乐东　余涛　朱家民　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 李梦蝶 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析 和工程措施方法 (57)摘要 本发明公开了一种饱和条件下弃渣场复垦 水田后稳定性分析和工程措施方法， 属于安全工 程技术领域， 步骤如下： 分别构建自然条件下单 台阶弃渣场和多台阶直立弃渣场； 构建桩板式挡 土墙； 对具有桩板式挡土墙的单台阶弃渣场进行 自然条件下稳定性分析； 分别对 具有桩板式挡土 墙的多台阶直立弃渣场进行自然条件下稳定性 分析； 分别构建饱和条件下具有桩板式挡土墙的 单台阶弃渣场和多台阶直立弃渣场； 对饱和条件 下具有桩板式挡土墙的单台阶弃渣场和多台阶 直立弃渣场进行稳定性分析， 得到饱和条件下单 台阶弃渣场和多台阶直立弃渣场的工程措施； 本 发明解决了对复垦水田的直立边坡弃渣场进行 稳定性分析和工程措施的问题。 权利要求书3页 说明书12页 附图6页 CN 115270486 A 2022.11.01 CN 115270486 A 1.一种饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： S1、 分别构建自然条件下 单台阶弃渣场和多台阶直 立弃渣场； S2、 构建桩板式挡土墙； S3、 对具有桩板式挡土墙的单台阶弃渣场进行自然条件下 稳定性分析； S4、 分别对具有桩板式挡土墙的多台阶直 立弃渣场进行自然条件下 稳定性分析； S5、 基于自然条件下单台阶弃渣场的稳定性分析结果、 多台阶直立弃渣场的稳定性分 析结果和弃渣场饱和重度， 分别构建饱和条件下具有桩板式挡土墙的单台阶弃渣场和多台 阶直立弃渣场； S6、 采用自然条件下稳定性分析相同的分析方法对饱和条件下具有桩板 式挡土墙的单 台阶弃渣场和多台阶直立弃渣场进行稳定性分析， 得到饱和条件下单台阶弃渣场和多台阶 直立弃渣场的工程措施。 2.根据权利要求1所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述多台阶直立弃渣场包括三台阶弃渣场、 五 台阶弃渣场和七台阶弃渣场， 且 单台阶弃渣场和多台阶直 立弃渣场中 台阶平台宽度均为10m。 3.根据权利要求2所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述 步骤S1包括如下步骤： S11、 根据线性工程沿线耕地 地势信息， 得到地形自然坡度； S12、 基于地形自然坡度， 分别构建高度为15m、 19m、 21m和23m的单台阶弃渣场； S13、 基于地形自然坡度， 分别构建高度为15m、 21m、 23m、 25m、 27m和30m的三台阶弃渣 场； S14、 基于地形自然坡度， 分别构建高度为25m、 31m、 3 3m、 35m和37m的五台阶弃渣场； S15、 基于地形自然坡度， 分别构建高度为3 5m、 36m、 38m、 40m和42m的七台阶弃渣场。 4.根据权利要求3所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述 步骤S2包括如下步骤： S21、 采用FLAC 3D中的实体单 元构建挡土 板， 并采用Pi le单元构建钢筋混凝 土方形桩； S22、 将挡土 板和钢筋混凝 土方形桩连接构建桩板式挡土墙。 5.根据权利要求4所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述挡土板厚度为0.5m； 所述钢筋混凝土方形桩的尺寸包括1.2 ×1.5m、 1.5 × 1.5m、 1.5 ×2m、 2×2m、 2×3m和2×4m， 且钢筋混凝 土方形桩的桩间距为 4m。 6.根据权利要求5所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述 步骤S3包括如下步骤： S31、 基于弹 塑性求解法， 建立自然条件下 单台阶弃渣场的基岩初始应力场； S32、 基于基岩初始应力场， 依次对高度由低到高的单台阶弃渣场依次设置钢筋混凝土 方形桩尺寸由小到大 的桩板式挡土墙， 并进行应力 分析， 分别得到对应高度单台阶弃渣场 的ZZ方向应力云图、 最小主应力云图、 最大剪应变增量云图、 水平位移云图、 竖向位移云图 和总位移矢量云图； S33、 分别根据ZZ方向应力云图和最小主应力云图， 得到单台阶弃渣场的应力场规律和 最大剪应 变增量；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115270486 A 2S34、 根据水平位移云图、 竖向位移云图和总位移矢量云图， 得到单台阶弃渣场的位移 场； S35、 基于单台阶弃渣场的应力场规律、 最大剪应变增量云图和位移场， 利用强度折减 法计算得到对应高度单台阶弃渣场设置对应尺寸桩板式挡土墙的稳定性系数； S36、 判断稳定性系数是否大于或等于预设稳定性系数阈值， 若是则进入步骤S37， 否则 认定该稳定性系数对应的单台阶弃渣场高度和桩板式挡土墙尺寸数据设置不满足稳定性 要求， 并进入步骤S4； S37、 将单台阶弃渣场对应高度和其设置桩板式挡土墙对应尺寸作为预设稳定性分析 结果； S38、 将最接近预设稳定性系数阈值的稳定性系数对应的预设稳定性分析结果作为自 然条件下 单台阶弃渣场的稳定性分析 结果， 并进入步骤S4。 7.根据权利要求6所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述 步骤S4包括如下步骤： S41、 基于弹塑性求解法， 分别建立自然条件下的三台阶弃渣场、 五台阶弃渣场、 和七台 阶弃渣场的基岩初始应力场； S42、 基于三 台阶弃渣场的基岩初始应力场， 采用步骤S3中单台阶弃渣场稳定性分析相 同的分析 方法， 分析 得到自然条件下三台阶弃渣场的稳定性分析 结果； S43、 基于五台阶弃渣场的基岩初始应力场， 采用步骤S3中单台阶弃渣场稳定性分析相 同的分析 方法， 分析 得到自然条件下五台阶弃渣场的稳定性分析 结果； S44、 基于七台阶弃渣场的基岩初始应力场， 采用步骤S3中单台阶弃渣场稳定性分析相 同的分析 方法， 分析 得到自然条件下七台阶弃渣场的稳定性分析 结果。 8.根据权利要求7所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述强度折减法包括如下步骤： A1、 基于弃渣场的应力场规律、 最大剪应变增量和位移场， 得到第一模型粘聚力c和第 一内摩擦角 A2、 定义初始稳定系数 上限K1和初始稳定系数 下限K2； A3、 基于初始稳定系数上限K1和初始稳定系数下限K2进行二分计算得到第一强度折减 系数K； A4、 基于第一强度折减系数K对第一模型粘聚力c和第一内摩擦角 分别进行折减， 得到 第二模型粘聚力c1和第二内摩擦角 A5、 基于第二模型粘聚力c1和第二内摩擦角 进行有限差分计算； A6、 判断有限差分计算结果是否收敛， 若是则将初 始稳定系数上限K1和第一强度折减系 数K分别作为第二稳定系数上限和第二稳定系数下限， 并进 行二分， 将二分结果作为第二 强 度折减系数K， 否则将第一强度折减系数K和 初始稳定系数下限K2分别作为第二稳定系数上 限和第二稳定系数 下限， 并进行二分， 将二分结果作为第二强度折减系数 K′； A7、 重复步骤A4至步骤A6， 直至计算得到强度 折减系数小于或等于预设精度， 则将该强 度系数作为对应稳定性系数。 9.根据权利要求8所述的饱和条件下弃渣场复垦水田后稳定性分析和工程措施方法， 其特征在于， 所述第一强度折减系数 K的计算表达式如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115270486 A 3