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龙图腾网获悉同济大学申请的专利一种主动非极限状态下有限宽度土体的滑裂面计算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：CN120781566B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28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：202510950084.3，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种主动非极限状态下有限宽度土体的滑裂面计算方法是由陕耀;周彤;董雅丞设计研发完成，并于2025-07-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种主动非极限状态下有限宽度土体的滑裂面计算方法在说明书摘要公布了：本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种主动非极限状态下有限宽度土体的滑裂面计算方法，包括以下步骤：步骤1、确定刚性重力式挡墙与既有基岩间有限土体内摩擦角、黏聚力、墙土间外摩擦角以及墙土界面黏聚力随挡墙位移发展的渐进发挥规律，建立有限土体非极限状态强度参数随挡墙位移发展的数学表征；步骤2、建立水平向应力、层间剪应力与平均竖向应力的关系；步骤3、建立矩形区与三角区在水平与竖直方向的平衡方程；步骤4、采用数值方法求解满足塑性上限定理的滑裂面倾角；步骤5、计算水平主动土压力合力、水平主动土压力对墙踵产生的倾覆力矩。本发明为有限宽度土体工况下的挡土结构物设计提供理论计算依据。

本发明授权一种主动非极限状态下有限宽度土体的滑裂面计算方法在权利要求书中公布了：1.一种主动非极限状态下有限宽度土体的滑裂面计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、确定刚性重力式挡墙与既有基岩间有限土体内摩擦角、黏聚力、墙土间外摩擦角以及墙土界面黏聚力随挡墙位移发展的渐进发挥规律，建立有限土体非极限状态强度参数随挡墙位移发展的数学表征； 步骤2、以初始滑裂面与右侧既有基岩的交点所在水平面为分界线，将有限宽度土体分为上方矩形区0≤z≤h=H-Btanβ与下方三角区h=H-Btanβ≤z≤H两个区域，其中H为有限土体的高度，B为有限土体的宽度，h为矩形区高度，β为滑裂面角度，依据土拱效应原理确定挡土墙后矩形区与三角区土体土压力系数与层间剪应力系数，建立水平向应力、层间剪应力与平均竖向应力的关系； 步骤3、对刚性重力式挡墙与既有基岩间有限宽度黏性填土沿深度方向取微分土条单元，结合微分土条受到的平均竖向应力和水平向应力分别建立矩形区与三角区在水平与竖直方向的平衡方程； 步骤4、结合步骤2、3结果，采用数值方法求解满足塑性上限定理的滑裂面倾角，使其符合土压力曲线连续的要求； 步骤5、根据步骤4中优化所得到的滑裂面倾角，计算水平主动土压力合力、水平主动土压力对墙踵产生的倾覆力矩； 计算有限土体非极限状态地震土压力，具体如下： 对矩形区有限宽度黏性填土沿深度方向取微分土条单元，微分土条单元所受平均竖向应力为，左侧墙面处的法向作用力，墙面处的切向作用力；右侧界面处的法向作用力为，右侧界面处的切向作用力，微分土条水平层间剪应力，薄层土体重度为，微分土条水平方向与竖直方向的应力平衡方程通过式2122建立： 21 22 联立式2122得到平衡微分方程： 23 边界条件为地表处z=0竖向应力为地面超载q0，即；其中和分别代表矩形区和三角区的微分土条单元所受平均竖向应力； 由此求得矩形区土压力分布为： 24 25 26 对三角区有限宽度黏性填土沿深度方向取微分土条单元，微分土条单元所受平均竖向应力为，左侧墙面处的法向作用力，墙面处的切向作用力；右侧界面处的法向作用力为，右侧界面处的切向作用力，微分土条水平层间剪应力，薄层土体重度为，微分土条水平方向与竖直方向的应力平衡方程通过式2728建立： 27 28 联立式2728得到平衡微分方程： 29 其中，N、I、P与T均为中间变量，其依次通过式30313233确定： 30 31 32 33 微分方程29的通解为： 34 边界条件为，其中和分别为矩形区和三角区土压力分布，代入边界条件即可求出常数项W： 35 挡土墙向有限宽度填土方向平行移动模式下非极限主动土压力分布为式36： 36 其中： δ m代表左侧重力式挡墙与有限土体间的墙土间外摩擦角，αm代表右侧既有基岩与有限土体的界面摩擦角发挥值，cwm代表左侧刚性重力式挡墙与有限土体之间的黏聚力发挥值，cdm代表右侧既有基岩与有限土体之间的黏聚力发挥值，代表矩形区挡土墙后土体侧土压力系数，代表矩形区挡土墙后土体层间剪应力系数； 计算有限土体非极限状态地震土压力，具体如下： 矩形区和三角区上下分界面的函数导数值通过式3738进行计算： 37 38 假设初始滑裂面倾角β，构造误差函数σ=P'1z-P'2z，再利用误差函数求解误差值，如果不满足最小值条件则重新调整滑裂面倾角，直到达到误差函数最小值要求；具体操作过程为：先判断当前步数是否小于最大步数，若是则步数加1，接着依据公式37和38分别计算上边界导数P'1z和下边界导数P'2z，并计算二者之差作为当前误差；若误差绝对值超过阈值10-6，就调用数值计算流程工具，同时通过迭代调用函数，计算材料参数，再利用矩形区模型和三角区模型分别计算上导数P'1z和下导数P'2z，再次计算误差；如果误差仍超出阈值，则寻找新的滑裂面倾角βm，如果初始猜测βm值对应的误差为正，说明当前βm值较大，则需要减小βm；反之，如果误差为负，则需要增大βm；通过不断迭代调整βm，当误差接近零时，找到最优βm，并驱动数值工具使误差接近0，最后更新滑裂面倾角；持续重复上述步骤，直至误差满足精度要求，最终输出合理的滑裂面倾角βm。

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