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龍圖騰網恭喜中鐵九局集團第一建設有限公司;中南大學申請的專利一種膨脹土生態邊坡的數值分析方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115713016B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-01發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211362532.0，技術領域涉及：G06F30/23；該發明授權一種膨脹土生態邊坡的數值分析方法是由趙天雨;李琪煥;段瑞凱;林宇亮;劉鵬;楊果林;段君義設計研發完成，并于2022-11-02向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種膨脹土生態邊坡的數值分析方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種膨脹土生態邊坡的數值分析方法，包括以下步驟：應用有限元軟件建立邊坡模型、定義材料參數、裝配、建立分析步、邊界條件與荷載的施加、網格劃分、提交計算并分析結果。現場勘探以獲取邊坡特征與根系形態參數；通過分層計算邊坡淺層土體黏聚力增量并改變材料參數來反映根系的加筋作用，添加錨桿來體現主直根系的錨固作用；由含根土膨脹力實驗結果反演得到熱膨脹系數，通過溫度場來模擬濕度場。本發明可建立符合實際的膨脹土生態邊坡有限元數值模型，既考慮了根系固土作用，也體現了膨脹土的脹縮特性；分析結果可為膨脹土邊坡生態防護提供參考，可在此模型基礎上進一步開展其他工況下的深入研究。

本發明授權一種膨脹土生態邊坡的數值分析方法在權利要求書中公布了：1.一種膨脹土生態邊坡的數值分析方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、利用有限元軟件Abaqus構建邊坡模型和灌木主直根系模型，所述灌木主直根系模型中的灌木主直根系用錨桿等效；S2、對模型中的邊坡表層土體及灌木主直根系進行物理力學參數賦值，并對植被根系所能影響到的表層土體分層賦值；對邊坡上各類植被根系生長范圍內的土體進行物理力學參數賦值，即將生態邊坡根系所能影響范圍內的土體抗剪強度作用看成是該土體自身黏聚力與各類植被根系所具有的黏聚力增強作用之和；根系強度和根系對土體抗剪強度的增加值可通過拉拔試驗以及相應的簡化計算公式得到，具體步驟包括：S2.1、對所選取的灌木與草本植物的根系進行拉拔試驗，獲取植被根系的最大拉拔力與彈性模量，并對抗拉強度Ta與根系直徑D的關系進行擬合，獲取冪函數經驗公式：Ta＝αD-β1式1中，α、β均為擬合經驗參數；S2.2、將邊坡土體沿深度方向自表面向內部按0～10cm、10～20cm、20～30cm和30～40cm分為四個深度范圍，并應用Wu氏理論分別計算各個深度范圍內各類植被根系對黏聚力的增強作用： 式2中，Δci為根系固土黏聚力增加值；tiR為第i種植被根系在第R級徑級下的抗剪強度大小；AsiAR為該第R級徑級下根系橫截面積與受剪切的總面積的比值，亦指根面積比RARiR；用以度量根系在邊坡土體中因不同角度產生的抗剪強度，此處可取為常數1.2；植被根系按照0～1mm、1～2mm、2～5mm和5mm以上分為四個徑級；各類植被根系對黏聚力的增強作用即各個深度內的各種植被根系對黏聚力的影響，包括草本植物和灌木植物根系；S3、進行模型裝配、分析步的構建，將灌木主直根系加入到所述邊坡模型中；具體包括以下步驟：S3.1、將灌木主直根系以嵌入方式裝配至邊坡模型上；S3.2、建立地應力平衡分析步，對整個模型施加重力荷載并進行地應力平衡；S3.3、建立施加外部荷載的第一靜力平衡分析步，根據不同工況而作用于邊坡之上的其他荷載，并定義大氣急劇影響深度范圍內的初始溫度以等效初始濕度；S3.4、建立含水率變化的第二靜力平衡分析步，通過改變大氣急劇影響深度范圍內的溫度以等效濕度場，實現濕度變化下膨脹土產生膨脹變形對邊坡的影響；S4、實施邊界條件與荷載的施加、網格劃分，以添加溫度場的方式等效膨脹土濕度變化造成的邊坡脹縮變形；S5、提交計算與結果分析：獲取邊坡穩定性系數以及坡體應力變形情況，由累積塑性應變與應力來分析邊坡發生破壞的趨勢，鎖定薄弱區域。

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