《边坡工程》课程总结
1 引言
《边坡工程》的授课对象是采矿工程专业的学生，因此《边坡工程》准确地来讲，应该称之为《岩石边坡工程》。《边坡工程》的目的是确定一个边坡是不是稳定(安全)以及如何去增强边坡的稳定性。在有限的学时内，这个课程通过大量的工程实例为学生讲授了最基本的岩石边坡工程原理，这些原理主要应用在露天采矿工程和土木工程的岩石边坡中。本笔记简要总结了这个课程的核心内容。
岩石边坡工程简介---A Basic of Slope Engineering（以下文章均可在仿真秀官网搜索，完整阅读全文）
边坡工程导论(C1)---Practical Slope Engineering
整个课程分为以下5个模块：
(1) 边坡类型(Types of slope)
(2) 边坡破坏类型(Failure types of slope)
(3) 边坡破坏的原因(Causes of slope failures)
(4) 边坡稳定性分析(Analysis of slope)
(5) 边坡稳固(Stabilization of slope)
2 边坡破坏类型
在这个模块中主要讲授了边坡破坏的类型。应当注意的是，这些破坏类型是理论化的，实际的破坏型式很可能是几种破坏模式的混合体。
岩土边坡的破坏类型(C3)(Failure types of slope)
沉积岩及其工程特性(Sedimentary Rocks)
边坡工程---岩体边坡的破坏模式
3 边坡破坏原因
影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。内在因素包括组成边坡岩体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等，它们常常起着控制作用。外在因素包括地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。总的来说，岩石边坡稳定性的影响因素可以概括为：边坡外形；岩石性质；岩体构造；水的影响；爆破与地震；构造应力；风化作用等。在本次课程中，我们主要考虑了地质构造和地震力对边坡稳定的影响。
7.12唐山古冶地震: 明白地震波 (Seismic Waves) 的分类
Gravity Dam: 重力式混凝土坝地震力计算
岩石边坡平面滑动(Planar Sliding)的安全系数---地震载荷作用(EXCEL解)
Idriss I.M. : 2019年太沙基讲座 (TL55): 岩土地震工程
4 极点图的绘制
赤平极射投影是地质工程中最常使用的地质构造统计方法。由于时间所限，本次课程没有深入讲授使用赤平极射投影方法分析岩石边坡的稳定性，仅对极点的绘制和统计进行了普及性的讲解，在大规模的岩石边坡稳定性评价时，这种方法能在现场直接使用，为建立数值模型提供基础性的数据。
赤平极射投影的极点矢量和等值线图
构造地质的立体投影(Stereographic projection)方法 (1)
5 原岩应力和尺寸效应
原岩应力在大规模的岩石边坡工程中必须考虑，是数值模拟(例如UDEC，FLAC等)必须输入的参数。本课程简要描述了原岩应力在边坡工程中的意义及计算方法，同时强调了岩体的宏观尺寸效应和微观尺寸效应。
原岩应力(in-situ stresses)的估算
Intact Strength: 原岩强度的微观尺寸效应
6 工程岩体分类
工程岩体分类是岩石工程中最常用的半经验分析方法。本课程简要讲授了各种工程岩体分类方法，主要包括RQD，RMR, Q-System和GSI。
Deere's RQD---现代岩体工程分类方法的基石 (Part I)
Deere's RQD---现代岩体工程分类方法的基石 (Part II)
Q-System岩石块体尺寸的估算(RQD/Jn)
工程岩体分类的简要回顾
边坡工程岩体分类系统Q-slope
工程岩体分类RMS(Rock Mass Strength)
岩体变形模量的估算---Python实现
7 平面滑动稳定性分析
本课程主要讲授了边坡平面滑动稳定性的计算方法，因为这可以进行手工计算并且运算过程不太复杂，除了受重力作用外，仅考虑了裂缝和地震载荷的影响。此外，也简单介绍了楔形体破坏的稳定性分析方法。
岩石边坡平面滑动(Planar Sliding)稳定性分析
岩石边坡平面滑动稳定性分析---带有拉伸裂缝(with tension crack)
岩石边坡平面滑动(Plane Sliding)的安全系数---仅受重力作用(EXCEL解)
岩石边坡平面滑动(Plane Failure)的安全系数---受裂缝影响(EXCEL解)
岩石边坡平面滑动(Planar Sliding)的安全系数---地震载荷作用(EXCEL解)
岩石边坡平面滑动的数值分析: 与解析解比较
岩石边坡平面滑动的概率分析
岩石边坡楔形破坏稳定性分析---一个教学演示
Swedge: 岩石边坡楔形破坏稳定性分析
8 边坡稳定性的概率分析
岩体参数是随机变量，因此对边坡稳定性进行概率分析意义重大。本课程简要讲授了岩石的随机变量以及概率分析方法。考虑到学时所限以及学生的接受能力，更深入的可靠性分析以及敏感性分析没有介绍。
岩石边坡平面滑动的概率分析
岩石边坡楔形体稳定性概率分析(Probabilistic Analysis)---Part 1
岩石边坡楔形体稳定性概率分析(Probabilistic Analysis)---Part 2
岩石边坡楔形体稳定性概率分析(3)---节理剪切强度的随机分布
9 边坡工程的数值模拟
先进的数值模拟方法进行应力和应变分析，例如有限元，边界元，离散元不在本课程的讲授范围内，只是象征性地提及了一下，其目的是为了扩展学生的思路。
(1) 极限平衡法(LEM)：SLIDE2, SLIDE3, RS2, RS3, SLOPE/W
(2) 有限元法（FEM)：SIGMA/W, PLAXIS, GTS, Abaqus
(3) 有限差分法(FDM)：FLAC, FLAC3D
(4) 离散元法(DEM)：UDEC，3DEC，PFC2D， PFC3D
(5) 特定类型(Special)：DIPS, RocFall, RocTopple, RocPlane, SWedge
演示了SLIDE的边坡稳定分析方法，特别强调了使用BLOCK算法分析岩石边坡折线型的滑动面。
使用BLOCK算法搜索边坡的最小滑动面
简要介绍了岩石崩落分析方法：
GIIC-UDEC操作教程(2)---岩石滚落
岩石崩落分析(Analysis of Rockfall)方法简述
10 边坡防护措施
结合大量的工程案例，讲授了各种各样的边坡防护措施，包括在采矿工程和土木工程中广泛应用的喷锚网联合支护。
不稳定边坡的防护和治理措施
岩石锚杆锚固节理化岩体产生的楔形效应
GIIC-UDEC操作教程---边坡支护
岩石锚固的机理(Physical Mechanisms of Rock Bolting)
11 边坡角的选择
在露天采矿工程中，边坡角的选择不仅影响着边坡稳定性，而且直接影响着矿业公司的经济效益。小的边坡角度虽然维持了边坡稳定，但由此引起的剥采量会产生巨大的费用，因此采矿工程师必须在安全与经济之间取得平衡。
露天采矿台阶设计(Bench Design)方法
