由2D转换为3D的渗流和稳定性分析
1 引言
就像在过去两周大家看到的，《计算岩土力学》公 众 号在未来一个月内将把注意力集中在与地下水和液化的两个密切相关的话题，以应对正在进行的尾矿坝项目，涉及的数值模拟软件可能包括Geostudio (Slope/W, SEEP/W, Sigma/W, Quake/W)；Rocscience (Slide2, Slide3, RS2, RS3)以及Plaxis2D和Plaxis3D，在目前的计划中，暂时不考虑使用Itasca软件，如FLAC2D和FLAC3D。
SEEP/W的计算结果【渗流分析的输入参数(Seepage Analysis)】可以直接用于Slope/W的稳定性分析，但如何导入到SLOPE3D【边坡稳定性分析---SLIDE3与SLOPE3D的比较】目前还没有进行过试验。本文讨论了把SEEP/W模型转换到Slide2【地震载荷作用下的边坡稳定性分析(Seismic Loading)】进行渗流分析，然后把Slide2项目导入到Slide3【带有软弱夹层(Weak Layers)的采矿边坡稳定性分析】的步骤。
2 Slide2渗流分析
Slide2只能导入SEEP/W模型的几何形状，不能导入材料参数。我们只导入Regions和Material Boundary，其它层对建立模型没有用处。对于一些复杂的dxf图形，层的导入是一个很有技巧性的问题，最好的方法是在AutoCAD中作好，否则导入后再处理将会变得很麻烦，特别是导入钻孔剖面图，因为Slide2是一个计算软件，没有AutoCAD中'层和块'的概念。
Slide2有6种处理地下水的方法：
(1) 水位(Water Surfaces)
(2) Ru系数(Ru Coefficients)
(3) 水压力网格--总头(Water Pressure Grid (Total Head))
(4) 水压力网格--压力头(Water Pressure Grid (Pressure Head))
(5) 水压力网格--孔隙压力(Water Pressure Grid (Pore Pressure))
(6) 稳态有限元(Steady State FEA (Finite Element Analysis))
在【建立基于孔隙水压力观测数据的稳定性分析模型】中使用了(5)水压力网格， 为了与SEEP/W的计算结果相比较，使用(6)稳态有限元方法。稳态有限元方法的计算步骤与SEEP/W的计算步骤基本相同，主要的差别是水力性质的设置方法。Slide2内置了5种水力性质设置方法：
3 Slide3渗流分析
Slide3的主要目的是进行稳定性分析，它与SEEP3D的功能不同，不考虑渗流过程，仅计算孔隙水压力或导入RS3计算的孔隙水压力。Slide3可以直接导入Slide2的项目文件，地下水的处理方法仅有三种：
(1) 水位(Water Surfaces)，Slide2的项目能够直接导入水位，或者使用Borehole manager输入【使用二维和三维钻孔管理器建立边坡模型(Borehole Manager)】
(2) Ru系数(Ru Coefficients)
(3) 水压力网格--孔隙压力(Water Pressure Grid (Pore Pressure))
Slide3不进行稳态有限元分析，因而这个稳定性分析过程非常简单，下图所示的孔隙压力分布和安全系数。
4 结束语
