本发明涉及地质工程和土木工程领域，尤其涉及一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法。
背景技术：
1、黄土广泛分布于中国的西北、华北地区及其他部分地区，是一种特殊的地质材料，其独特的物理力学性质使其在自然条件下具有较强的稳定性。然而，当黄土遇水时，其力学特性会发生显著变化，特别是在极端降雨条件下，含水量的迅速增加会大大降低黄土的剪切应力和内聚力，从而导致边坡的失稳和滑坡现象。随着气候变化带来的极端降雨事件日益频繁，黄土边坡滑坡的风险也在逐渐增大，对周边居民和基础设施安全构成了严重威胁。为了应对这种问题，工程领域急需一种科学、可靠的方法来准确预测和评估黄土边坡在极端降雨条件下的稳定性变化，从而为边坡防护提供有效的预警手段。
2、黄土边坡的失稳机制涉及复杂的水土相互作用。随着降雨的渗入，水分逐步填充黄土的孔隙，导致孔隙水压力增加，削弱土体的抗剪强度。同时，水分渗透深度及速率还影响到土体内的法向应力和剪切应力的变化，增加边坡滑动的可能性。传统的边坡稳定性分析方法主要依赖于静态的力学特性测量，未能充分考虑含水量动态变化对土体力学性质的长期影响。而现代边坡监测技术虽然在雨量、位移等方面有所突破，但由于缺乏对孔隙水压力、剪切应力等关键参数的实时监测与分析，无法在多种参数的联合作用下准确判断滑坡风险。
3、上述技术存在如下技术问题：缺乏在不同含水量和应力条件下对黄土力学性质的系统性研究，导致预测结果的准确性和可靠性较差；缺乏动态递推模型对边坡稳定性的实时更新，导致无法及时反映降雨过程中土体力学性质的逐步变化，无法形成精确的动态监测与递推预测机制；无法在检测到边坡失稳风险时及时发出预警信号，导致滑坡应急响应不够及时，有时无法为工程人员提供充足的应对时间。
技术实现思路
1、本发明提供一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，以解决传统的边坡监测技术缺乏在不同含水量和应力条件下对黄土力学性质的系统性研究，导致预测结果的准确性和可靠性较差；缺乏动态递推模型对边坡稳定性的实时更新，导致无法及时反映降雨过程中土体力学性质的逐步变化，无法形成精确的动态监测与递推预测机制；无法在检测到边坡失稳风险时及时发出预警信号，导致滑坡应急响应不够及时，有时无法为工程人员提供充足的应对时间的问题。
2、本发明的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，具体包括以下技术方案：
3、一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，包括以下步骤：
4、s1、采集和制备黄土样本，并测量黄土样本的物理参数；基于黄土样本的物理参数，构建黄土样本的多维物理特性矩阵；实时监测孔隙水压力，得到孔隙水压力的动态变化数据；基于孔隙水压力的动态变化数据，计算黄土样本的剪切应力；
5、s2、基于黄土样本的剪切应力和黄土样本的多维物理特性矩阵，动态更新边坡的动态稳定性参数；基于边坡的动态稳定性参数，对边坡的失稳风险进行综合评估，得到边坡失稳判定值；通过边坡失稳判定值判断边坡是否进入失稳状态以及量化失稳情况；当边坡进入失稳状态时，滑坡预警系统会发出警报并启动应急防护措施。
6、优选的，所述s1，具体包括：
7、基于黄土样本的物理参数，通过黄土样本的多维物理特性矩阵，捕捉黄土样本在不同含水量条件和应力条件下的力学响应行为；多维物理特性矩阵具体的计算公式为：
8、，
9、其中，是时间时，黄土样本在第个含水量条件和第个应力条件下的多维物理特性矩阵中的任意元素；为时间时黄土样本的第个含水量条件；为黄土样本的初始含水量；为时间时第个含水量条件下黄土样本的密度；是时间时，在第个含水量条件和第个应力条件下的法向应力；是时间时，在第个含水量条件和第个应力条件下的内聚力；为时间时，在第个含水量条件和第个应力条件下的摩擦角。
10、优选的，所述s1，具体包括：
11、对黄土样本进行降雨渗透实验，测量在不同降雨强度和降雨时长下，黄土样本内部孔隙水压力的变化，得到孔隙水压力的动态变化数据。
12、优选的，所述s1，具体包括：
13、基于孔隙水压力的动态变化数据，结合含水量，计算黄土样本的剪切应力，具体计算公式为：
14、，
15、其中，为黄土样本在时间时的剪切应力；为初始剪切应力；、、、为调节参数；是含水量；是时间时的孔隙水压力，表示孔隙水压力的动态变化数据。
16、优选的，所述s2，具体包括：
17、基于黄土样本的剪切应力和黄土样本的多维物理特性矩阵，构建动态递推模型，引入边坡稳定性递推公式，动态更新边坡的稳定性参数；边坡稳定性递推公式具体如下：
18、，
19、其中，是时间时边坡的稳定性参数；是时间时边坡的稳定性参数；为黄土样本在时间时的剪切应力；是内聚力；为时间时的法向应力；为摩擦角；是时间时黄土样本的多维物理特性矩阵；是时间时的孔隙水压力，表示孔隙水压力的动态变化数据；是含水量；为法向应力的调节系数。
20、优选的，所述s2，具体包括：
21、在动态更新边坡的稳定性参数的过程中，通过物理实验测量黄土样本的初始状态，生成初始的边坡的稳定性参数。
22、优选的，所述s2，具体包括：
23、基于边坡的稳定性参数，结合黄土样本的剪切应力和孔隙水压力的动态变化数据，引入失稳判定公式，对边坡的失稳风险进行综合评估，得到边坡失稳判定值；具体公式为：
24、，
25、其中，是时间时边坡失稳判定值；为单位阶跃函数，用于判断是否达到滑坡的临界条件，当时，表示达到滑坡的临界条件，黄土边坡处于失稳状态；用于对失稳风险进行量化调节。
26、优选的，所述s2，具体包括：
27、在物理实验过程中，黄土样本的含水量会逐步增加，同时实时测量孔隙水压力和剪切应力；将黄土样本在每一阶段的物理参数作为下一步动态递推模型的输入，以动态更新边坡的稳定性参数。
28、本发明的技术方案的有益效果是：
29、1、通过对黄土样本的详细实验研究，特别是在不同含水量和应力条件下的多维物理特性矩阵的构建，能够全面捕捉黄土样本的力学特性变化，多维物理特性矩阵不仅包含了黄土的密度、孔隙率、内聚力、摩擦角等基础力学参数，还涵盖了剪切应力、法向应力、孔隙水压力等动态力学参数；这种多维度的物理数据为动态递推模型的计算提供了强有力的基础，确保测试数据的全面性和精确性。
30、2、本发明通过设计复杂的动态递推模型，将实验数据与边坡稳定性递推公式相结合，实现了边坡的稳定性参数的动态更新；不同含水量和降雨条件下的边坡稳定性变化可以通过边坡稳定性递推公式逐步演算出来，形成一种实时动态监测的机制；所述动态递推模型能够根据实时监测的物理数据，如孔隙水压力、剪切应力和法向应力等，自动调整边坡的稳定性参数，并对边坡失稳进行精准预测。
31、3、本发明将边坡稳定性递推公式和失稳判定公式相结合，不仅对剪切应力与孔隙水压力的复杂相互作用进行计算，还通过力学参数的实时反馈保证了滑坡预测的准确性，可以在极端降雨条件下，准确判定边坡是否进入失稳状态；当处于失稳状态时，滑坡预警系统会自动发出滑坡预警信号，提供高效的滑坡风险提示。通过失稳判定公式，滑坡预警系统可以根据实时监测数据精准评估滑坡临界条件，减少误报或漏报。
1.一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s1，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s1，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s1，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s2，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s2，具体包括：
7.根据权利要求5所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s2，具体包括：
8.根据权利要求5所述的一种黄土含水量变化对边坡稳定性影响的测试方法，其特征在于，所述s2，具体包括：
