新的岩崩分析软件(Rocscience RocFall3)要来了
1 引言
岩石边坡的不稳定性往往会导致发生岩崩(rockfall)，从而对基础设施造成巨大的破坏和生命损失。岩崩是指体积较小的分离块或系列块的自然向下运动，整个过程包括自由落体(Free fall)、弹跳(Bouncing)、滚动(Rolling)和滑动(Sliding)。岩崩的形成受许多因素影响，例如岩体的不连续性和风化程度，地下水和地表水，冻融，外部爆破载荷和地震载荷等。
岩崩是露天采矿工程和土木工程岩石边坡中经常遇到的问题，因而如何精确地预测岩崩的运动轨迹以及提出相应的防治措施是采矿工程师和岩土工程师共同面临的挑战。为此，在过去我们的岩石边坡工程课程中，多次强调了岩崩的研究在岩石工程中的重要性：
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2 岩崩分析工具
岩崩最核心的研究内容是预测岩石滚落的运动轨迹。在过去30多年的研究中，发展出许多岩崩分析软件，下面列出一些还在继续发展和使用的工具，主要包括：
(1) CRSP(Colorado Rockfall Simulation Program)---最早系统研究岩石崩落的分析程序。后来FHWA在此基础上发展了CRSP-3D, 部分地使用了离散元的基本原理。CRSP目前仍然是学术研究和工程咨询的主要分析工具，特别在与FHWA相关的工程项目中，CRSP是指定的分析程序。
(2) RocFall---Rockfall是Rocscience开发的一个非常强大的岩石崩落分析工具。RocFall最新的版本是8.016 (8/13/2021)。
(3) RocRro3D(Version 5.7.8, March 11, 2021)---RocRro3D是一个三维分析工具，用于
岩石崩落的轨迹建模以及辅助防护设计。RocPro3D采用了概率方法，既反映了块体形状的变化，也反映了岩土特性和地形的不规则性。
(4) RAMMS::ROCKFALL(Rapid Mass Movement Simulation)---这个程序在2018年后好像不再更新了。
(5) Georock.2D和Georock.3D---GeoStru开发的二维和三维岩崩软件。
3 岩崩数值模拟
上面提及的软件其工作原理基本相同，都是基于岩块的统计特征使用简单的运动学方程进行轨迹模拟，不考虑岩块之间的相互作用。为了充分了解岩块在崩落过程中的力学特征，需要进行岩崩的数值模拟。通用的显式有限元分析程序LS-DYNA可用于岩崩分析。不过，UDEC[GIIC-UDEC操作教程(2)---岩石滚落], 3DEC和PFC对于岩土工程师来说更适合一些。在UDEC/3DEC中，使用Voronoi块体，在PFC中使用Clump，计算过程没有特别之处。
4 RocFall3
建立在RocFall的基础之上，Rocscience即将在2022年4月推出新的三维岩崩分析程序RocFall3。我们拭目以待！
