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龙图腾网恭喜中铁九局集团第一建设有限公司;中南大学申请的专利一种膨胀土生态边坡的数值分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115713016B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211362532.0，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种膨胀土生态边坡的数值分析方法是由赵天雨;李琪焕;段瑞凯;林宇亮;刘鹏;杨果林;段君义设计研发完成，并于2022-11-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种膨胀土生态边坡的数值分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种膨胀土生态边坡的数值分析方法，包括以下步骤：应用有限元软件建立边坡模型、定义材料参数、装配、建立分析步、边界条件与荷载的施加、网格划分、提交计算并分析结果。现场勘探以获取边坡特征与根系形态参数；通过分层计算边坡浅层土体黏聚力增量并改变材料参数来反映根系的加筋作用，添加锚杆来体现主直根系的锚固作用；由含根土膨胀力实验结果反演得到热膨胀系数，通过温度场来模拟湿度场。本发明可建立符合实际的膨胀土生态边坡有限元数值模型，既考虑了根系固土作用，也体现了膨胀土的胀缩特性；分析结果可为膨胀土边坡生态防护提供参考，可在此模型基础上进一步开展其他工况下的深入研究。

本发明授权一种膨胀土生态边坡的数值分析方法在权利要求书中公布了：1.一种膨胀土生态边坡的数值分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用有限元软件Abaqus构建边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锚杆等效；S2、对模型中的边坡表层土体及灌木主直根系进行物理力学参数赋值，并对植被根系所能影响到的表层土体分层赋值；对边坡上各类植被根系生长范围内的土体进行物理力学参数赋值，即将生态边坡根系所能影响范围内的土体抗剪强度作用看成是该土体自身黏聚力与各类植被根系所具有的黏聚力增强作用之和；根系强度和根系对土体抗剪强度的增加值可通过拉拔试验以及相应的简化计算公式得到，具体步骤包括：S2.1、对所选取的灌木与草本植物的根系进行拉拔试验，获取植被根系的最大拉拔力与弹性模量，并对抗拉强度Ta与根系直径D的关系进行拟合，获取幂函数经验公式：Ta＝αD-β1式1中，α、β均为拟合经验参数；S2.2、将边坡土体沿深度方向自表面向内部按0～10cm、10～20cm、20～30cm和30～40cm分为四个深度范围，并应用Wu氏理论分别计算各个深度范围内各类植被根系对黏聚力的增强作用： 式2中，Δci为根系固土黏聚力增加值；tiR为第i种植被根系在第R级径级下的抗剪强度大小；AsiAR为该第R级径级下根系横截面积与受剪切的总面积的比值，亦指根面积比RARiR；用以度量根系在边坡土体中因不同角度产生的抗剪强度，此处可取为常数1.2；植被根系按照0～1mm、1～2mm、2～5mm和5mm以上分为四个径级；各类植被根系对黏聚力的增强作用即各个深度内的各种植被根系对黏聚力的影响，包括草本植物和灌木植物根系；S3、进行模型装配、分析步的构建，将灌木主直根系加入到所述边坡模型中；具体包括以下步骤：S3.1、将灌木主直根系以嵌入方式装配至边坡模型上；S3.2、建立地应力平衡分析步，对整个模型施加重力荷载并进行地应力平衡；S3.3、建立施加外部荷载的第一静力平衡分析步，根据不同工况而作用于边坡之上的其他荷载，并定义大气急剧影响深度范围内的初始温度以等效初始湿度；S3.4、建立含水率变化的第二静力平衡分析步，通过改变大气急剧影响深度范围内的温度以等效湿度场，实现湿度变化下膨胀土产生膨胀变形对边坡的影响；S4、实施边界条件与荷载的施加、网格划分，以添加温度场的方式等效膨胀土湿度变化造成的边坡胀缩变形；S5、提交计算与结果分析：获取边坡稳定性系数以及坡体应力变形情况，由累积塑性应变与应力来分析边坡发生破坏的趋势，锁定薄弱区域。

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