边坡楔形体稳定性分析(Wedge Stability Analysis of Slope)

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1 引言

我们的公众号大约有40多篇与边坡楔形体稳定性分析相关的文章，这些文章起始于2020年的《岩石边坡工程》课程，在随后两年多的时间里，不断改进和扩展分析方法及分析工具，但没有进行过系统性的归纳和总结。本文对这些文章进行了相对系统性的整理，概括了渐进的稳定性分析框架和流程，进而形成了一个新的【边坡楔形体稳定性分析】ppt文档。

楔形破坏是岩石边坡破坏的一种型式，尽管楔形破坏存在于整个岩石工程中，但是最关注的是与露天采矿台阶设计相关的楔形破坏。任何分析和设计都是在一定的假设条件下进行的，下面按照从简单到复杂的假设顺序归纳出楔形体稳定性分析方法的整体框架。

2 运动学分析

运动学分析是最简单的楔形体稳定性分析方法，这种方法最核心的步骤是归类出典型的两组或三组节理产状，然后使用摩擦圆分析，这种分析方法能够快速评估一个楔形体是否稳定，应用在现场分析或在稳定性分析的第一阶段。Dips(8.013/8.021)用来进行这样的分析【利用赤平极射投影进行岩石边坡的运动学分析(Kinematic Analysis)】。

3 极限平衡分析

运动学分析仅考虑了节理的摩擦角，这种分析是非常粗糙的，为此需要进行极限平衡分析，极限平衡分析使用剪切强度模型(Mohr-Coulomb, Barton-Bandis, Power Curve)评估楔形体的下滑力和抵抗力，同时可以考虑外部力、地震力以及地下水压力，既可以进行确定性分析，也可以进行概率性分析。SWedge(7.014/7.018)用来进行极限平衡分析【Swedge: 岩石边坡楔形破坏稳定性分析】。

4 DFN极限平衡分析

SWedge的缺点是只能进行单个楔形体的稳定性分析，没有考虑节理的空间位置，例如节理间距。当进行节理产状合并时，可能会忽略掉一些节理，当边坡存在多个楔形体时，这种分析方法不能全面评估整个边坡的稳定性，基于DFN的极限平衡分析可以弥补这一缺陷。Fracman(8.00)用来进行这样的分析【Fracman的岩土模块---主要功能和参考文献】。

5 DFN离散元分析

最后，使用离散元3DEC(7.00.154/9.00.156)进行楔形体稳定性分析。3DEC既可以进行应力和位移分析，也可以进行安全系数分析，同时可以合并DFN模型。【3DEC V1.0 到V9.0---岩石顶板楔稳定性分析(Falling Wedge)的命令演化】。

来源：计算岩土力学

岩土离散元 3DEC

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首次发布时间：2023-02-26