2 断层模拟
下面的例子显示了剪切节理(Shear Joints)元的应用,使用极限有限元进行分析,比较了没有断层和有断层情况下的安全系数和应力路径。
(1) 没有断层
在没有断层的情况下,下界FOS=2.346, 上界FOS=2.395, 因此总的FOS=2.37(0.03)
(2) 有断层
当有断层存在,滑动面会首先沿着断层滑动,然后在材料边界处发生转折,形成新的滑动面,下界FOS=1.54,上界FOS=1.594,因此总的FOS=1.57(0.03)。
在【有限元模拟岩石边坡阶梯式破坏(Step-Path Failure of Rock Slopes)】基础之上,增加了新的Shear Joint方法模拟岩石边坡的阶梯式破坏(Step-Path Failure of Rock Slopes)。三种方法的模拟结果总结如下:
(2) 不连续元
(3) 剪切节理元
裂缝对边坡稳定性有着非常显著的影响,特别是裂缝内充满着水,这个问题最先由Hoek and Bray提出并给出了解析解答,后来分别使用UDEC、FLAC和RS2进行了数值模拟。裂缝深度按照Craig建议的关系式计算[Craig, R.F. (1997) Soil Mechanics, 6th Edition.],如下式所示:
裂缝在边坡面上的分布实际上反映了边坡岩体的损伤带,当这些裂缝充满水时,产生的孔隙水压力严重降低边坡的稳定性,下图所示的边坡,安全系数FOS=0.718