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國(guó)內(nèi)外研究人員提出了各種理論和數(shù)值模擬方法評(píng)價(jià)降雨條件下邊坡的穩(wěn)定性，包括極限平衡法、極限分析法和數(shù)值模擬方法，如有限元法、有限差分法、離散元法等[4]。趙衡等[5]利用FLAC3D軟件對(duì)某路塹邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得出邊坡破壞方式為對(duì)稱(chēng)破壞，并提出斜坡穩(wěn)定性極限平衡計(jì)算方法。喬翔等[6]針對(duì)某公路邊坡的剖面模型，采用極限平衡法對(duì)坡體不同部位進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并根據(jù)受力分析提出合理的邊坡加固方案。

巖石邊坡工程課程---平面滑動(dòng)(Planar Sliding/Wedge)穩(wěn)定性分析(C7)巖石邊坡工程課程---楔形滑動(dòng)(Wedge Sliding)分析(C8)巖石邊坡工程課程---傾倒破壞(Toppling Failure)分析(C9)巖石邊坡工程課程---巖石崩落分析(Rockfall Analysis) (C10)邊坡的整體破壞(global failure

如在寒區(qū)危巖體或者邊坡工程中，地表水滲透到巖體內(nèi)部，滲透水在低溫作用下對(duì)巖體產(chǎn)生凍脹破壞，并且在反復(fù)凍融作用下，整個(gè)邊坡或危巖體的穩(wěn)定性持續(xù)劣化進(jìn)而產(chǎn)生滑移破壞。

下圖所示的是Cundall在這篇論文中提出的原始離散元模型，用來(lái)模擬巖體的傾倒破壞。3.1 邊坡Pritchard(1990)[Numerical Modelling of Toppling]使用UDEC模擬了基底摩擦模型的撓曲傾覆(Flexural Toppling)，重現(xiàn)了小規(guī)模的基底摩擦臺(tái)的撓性?xún)A覆模型，計(jì)算機(jī)模型在基底摩擦模型的基礎(chǔ)上放大了100倍。

4 結(jié)束語(yǔ)采礦邊坡三維穩(wěn)定性分析比二維穩(wěn)定性分析的計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，能夠揭示出更復(fù)雜的破壞機(jī)理。除了輸入地形表面建立三維模型外，一個(gè)更直接的方法是輸入各種采礦軟件【綜合的地質(zhì)、資源模擬、礦山規(guī)劃和生產(chǎn)軟件-Surpac 2020 塊體模擬(Block Modeling)】建立的塊體模型(Block Model)。

20 世紀(jì)90 年代中后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)值計(jì)算方法在邊坡穩(wěn)定性研究中發(fā)揮了重要作用，很大程度上降低了地震模擬的難度，眾多學(xué)者先后應(yīng)用ANSYS，F(xiàn)LAC，Geostudio，PFC等數(shù)值軟件進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性研究，取得了豐碩的成果。鄭穎人等利用ANSYS 建立了邊坡模型，模擬了邊坡開(kāi)挖和加固工程。

此外，樁也可用來(lái)支護(hù)邊坡，即有一定傾斜角度的自然形成或人工開(kāi)挖形成的非垂直邊坡，如下圖所示，通常我們把這種類(lèi)型的樁稱(chēng)之為邊坡的抗滑樁。抗滑樁與排樁不同之處在于確定滑移面以上的壓力以及可以模擬錨固在巖石中的樁。

2 模型該露天礦邊坡高度340米，整體邊坡角為38°，使用Leapfrog【更新Leapfrog Geo---3D地質(zhì)模擬(塊體模型)；塊體模型(Block Model)的產(chǎn)生、輸入和轉(zhuǎn)換】導(dǎo)入幾何模型，主要的材料有四種，如下圖所示。

該模擬利用Lsdyna軟件，滑坡用sph和DEM耦合模擬，房屋由鋼筋(箍筋、縱筋都有)和混凝土構(gòu)成，成功模擬了滑坡沖擊下的房屋破壞過(guò)程。K文件非常詳細(xì)和清楚，K文件很復(fù)雜，但我設(shè)置的非常清晰、科學(xué)和詳盡，你也可以結(jié)合博士論文閱讀進(jìn)行理解，你可以直接進(jìn)行運(yùn)算都沒(méi)有任何問(wèn)題。K文件的下載鏈接和密碼，還有這篇博士論文的標(biāo)題都放在了付費(fèi)內(nèi)容中。該K文件非常珍貴，非常科學(xué)詳盡。

SWedge常與DIPS[利用赤平極射投影進(jìn)行巖石邊坡的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析(Kinematic Analysis)]結(jié)合使用。 如果需要了解巖體的應(yīng)力和應(yīng)變性能，則必須使用數(shù)值模擬軟件3DEC。Swedge是一個(gè)快速、交互式、簡(jiǎn)單的分析工具，可來(lái)評(píng)估巖石邊坡表面楔形體的穩(wěn)定性，楔形體由兩個(gè)相交的不連續(xù)面, 邊坡面, 頂部面以及一個(gè)可選擇的拉伸裂縫組成。Swedge不能計(jì)算巖體旋轉(zhuǎn)或傾覆的安全系數(shù)。

比較上面得出的FOS=1.358，可見(jiàn)地震荷載破壞了邊坡的穩(wěn)定性，導(dǎo)致邊坡發(fā)生破壞。3.3 臨界地震系數(shù)分析臨界地震系數(shù)(Critical Seismic Coefficient)是安全系數(shù)FOS=1時(shí)對(duì)應(yīng)的地震系數(shù)。本項(xiàng)目計(jì)算出的臨界地震系數(shù)ky=0.14, 這意味著如果小于這個(gè)數(shù)值邊坡就會(huì)發(fā)生破壞。

在IMASS中，由于考慮了巖體峰值和后峰值強(qiáng)度包絡(luò)線(xiàn)，因此可以模擬巖體發(fā)生塑性變形時(shí)在這些包絡(luò)線(xiàn)之間的應(yīng)變軟化，這就消除了根據(jù)主觀的D因子來(lái)預(yù)定義坡面的破壞程度。

(stability of an embankment)】堤壩不一樣，堤壩由于水壓力和固結(jié)作用，邊坡的破壞面可能會(huì)擴(kuò)展至堤壩地基中，但自然形成的邊坡不會(huì)出現(xiàn)這種情況。

此外，生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境也會(huì)因洪水泛濫而遭到破壞。大壩故障有三個(gè)主要原因：1. 漫堤：通常由溢洪道的失效造成，導(dǎo)致水庫(kù)水位過(guò)高，沖刷壩頂土體，造成潰堤，常見(jiàn)于土石壩。2. 地基缺陷：通常由壩基的沉降造成，引起壩體邊坡失穩(wěn)，誘發(fā)隆起壓力以及地基滲漏，造成潰堤。3. 壩體滲漏：通常由大壩主體的裂縫造成，壩體的滲漏引起內(nèi)部侵蝕，從而破壞大壩的穩(wěn)定性，最終造成潰堤。

Mikola在工作之余，開(kāi)發(fā)了許多免費(fèi)的巖土工程工具軟件，例如DXF到UDEC的轉(zhuǎn)換，有限元分析，工程巖體分類(lèi)，巖石楔形破壞分析，巷道支護(hù)等。HYRCAN是一個(gè)二維邊坡穩(wěn)定性程序，用于評(píng)估土或巖石邊坡圓形破壞面的安全系數(shù)或破壞概率。HYRCAN可以快速而容易地創(chuàng)建和分析復(fù)雜的模型，能夠模擬外部荷載、地下水和支護(hù)。

土釘支護(hù)的計(jì)算參考《土釘支護(hù)的邊坡穩(wěn)定性(Stability of Slope Reinforced with Soil Nails)》。5 土工合成材料(GeoTextile)GeoTextile支護(hù)類(lèi)型可用于模擬各種類(lèi)型的邊坡加固，例如網(wǎng)(meshes)、網(wǎng)格(grids)、條帶(strips)等。

圖3 鉆孔巖性地層測(cè)井（B01 和 B05） 【研究結(jié)果】 1、滑坡破壞過(guò)程 圖4為陳河村滑坡不同時(shí)刻的變形破壞狀態(tài)。初始階段變形僅發(fā)生在邊坡中上部（圖 4a~c）。隨后，滑動(dòng)體向下移動(dòng)，邊坡發(fā)生失穩(wěn)，陡疤內(nèi)出現(xiàn)輕微沉降（見(jiàn)圖 4d）。此后，滑動(dòng)體表面變形繼續(xù)增加，導(dǎo)致下部滑動(dòng)質(zhì)量滑動(dòng)（圖4e-g）。

由于邊坡表面傾斜，其上巖土體具有從高向低滑動(dòng)的趨勢(shì)。在土體自重、降雨以及其他外力作用下，邊坡可能會(huì)失去原有穩(wěn)定狀態(tài)而破壞，從而誘發(fā)滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，造成生命和財(cái)產(chǎn)損失。因此，對(duì)各類(lèi)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定其安全系數(shù)，具有重要意義。DeepEX不僅能夠進(jìn)行深基坑設(shè)計(jì)，而且具有強(qiáng)大的邊坡穩(wěn)定性分析功能。