1 引言
最新发布的2022版《NAVFAC DM 7.1 Soil Mechanics》【土力学设计手册---NAVFAC DM 7.1 Soil Mechanics 2022版重大更新】涵盖了岩土工程最实用的土力学知识和技术,附录A包括了共24页(p475-p498)的参考文献,可进行扩展阅读;附录B《List of Computer Programs》(p499-p512,共13页)列出了岩土工程领域全球使用的商业性软件。这个软件列表按照软件公司的名称排列(A~Z),尽管这个列表没有反映出最新的发展趋势,但基本上列出了大部分被业界承认和可接受的软件。
不过,有一类处理特殊问题的软件在这个列表中没有得到充分体现,那就是岩崩(Rockfall)软件,部分原因是由于这个手册侧重于土力学,没有着力关注岩石力学软件方面的研究进展。不过,尽管研究的着重点不同,但岩崩现象在地质工程、土木工程和采矿工程中都广泛地存在着。本文对岩崩软件进行了简要回顾,以此作为对DM 7.1软件列表的补充。
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。
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CRSP(Colorado Rockfall Simulation Program) 是最早系统研究岩石崩落的分析程序【Pfeiffer T.J. and Bowen T.D. (1989) Computer simulation of rockfalls. Bull. Ass. Eng. Geol. XXVI: 135-146】。后来FHWA在此基础上又发展了CRSP-3D,使用了离散元原理来分析。CRSP目前仍然是学术研究和工程咨询的主要分析工具,特别在美国与FHWA相关的工程项目中,CRSP是指定的分析程序。不过奇怪的是,在DM7.1中,对CRSP只字未提。(155项)
[2] RocFall
[4] GeoRock
GeoStru开发的Georock.2D和Georock.3D (40项)
[6] RAMMS::ROCKFALL
Rapid Mass Movement Simulation, 这个程序在2018年后好像不再更新了。(39项)
[7] RFall3D
RFall3D由SRK Consulting的工程师William Gibson开发,仅在SRK内部和少数澳洲的咨询公司使用。(7项)
(2006) Considerations In The Optimisation Of Bench Face Angle And Berm Width Geometries For Open Pit Mines
4 流行程度比较
根据GeotechSet的统计数据,上述主要岩崩软件的流行程度排行如下:
(1) RocFall [477]
(2) CRSP [155]
(3) Rockyfor3D [47]
(4) GeoRock [40]
(5) RAMMS [39]
(6) Trajec3D [34]
(7) RFall3D [7]
[计算岩土力学]公 众 号目前使用的软件有:RocFall2D, Rockyfor3D, GeoRock2D和GeoRock3D,即将引入Rocscience的RocFall3D。