裂缝深度对岩石边坡稳定性的影响 (Tension Crack depth)
1. 引言
拉伸裂缝对岩石边坡稳定性有着显著的影响，对于原岩，当岩石中的应力超过其抗拉强度时，就会导致岩石破裂并张开。拉伸裂缝通常出现在坡顶附近，它们降低了抗滑移破坏的抗剪力，从而导致边坡失稳。显然，较深的拉伸裂缝比浅裂缝更不利于边坡稳定性，深的拉伸裂缝会使岩块沿着裂缝表面从坡面移出，从而导致边坡发生破坏。此外，拉伸裂缝为水进入边坡提供了通道。深裂缝允许更多的水进入边坡深处，水会破坏岩体弱面的稳定性，升高了孔隙水压力，降低了岩体的剪切强度。
因此，节理岩石边坡的稳定性分析必须考虑拉伸裂缝的影响，影响因素包括拉伸裂缝的深度、方向、间距和饱和度。然而，要全面精确地考虑这些因素对边坡稳定性的影响绝非易事，为此在理论分析中通常作了许多假设。本文讨论了拉伸裂缝深度对岩石边坡稳定性的影响。
2. 裂缝深度的估算方法
在实践中，确定裂缝深度有三种方法：第一种方法是Hoek and Bray提出并给出了解析解答，这种方法不考虑岩体的物理力学性质，而是根据滑动面的角度反分析裂缝深度。
假设边坡高度为133m，边坡角为40°，不同滑面角计算的裂缝深度如下面的EXCEL表格所示。如果我们获得了滑动面的角度，即可估算出裂缝深度。
第二种方法是按照Craig建议的关系式计算[Craig, R.F. (1997) Soil Mechanics, 6th Edition.]，如下式所示：
这种方法按照土的侧压力系数估算裂缝深度，考虑了土的密度，粘结力和内摩擦角。
第三种方法是按照Abramson建议的关系是计算[Abramson等人(2002) Slope stability and stabilization methods]，他们使用了与第二种方法近似的算法和相同的输入参数。
这两种方法本质上都是针对土边坡而言的，如果把岩体近似看作是等效的各向同性的连续性介质，也可以使用上述关系式估算裂缝深度。
需要特别注意的是，当把岩体转化为等效的各向同性的连续性介质时存在着非常大的陷阱，需要极强的工程判断力来进行判别数据的真伪，这也是Barton强烈反对这种分析途径以及Rocscience软件的原因。
3. 强度参数再确定
上述第二种和第三种方法都需要输入岩体的密度，粘结力和内摩擦角。岩体物理力学参数的确定是岩石工程最具挑战性的任务，准确获得其参数值是一件非常困难的工作，即使有试验室数据，也很难考虑岩体的尺寸效应，更不用说在缺乏任何基础数据条件下的估算。由于我们这不是一次性的学术论文，也不需要进行任何数据造假，因此可以真实地描述数据的获取过程。在【云南镇雄山体滑坡区域岩体物理力学参数值的确定】一文中，考虑了"最差"场景下的岩体参数值，实际上与真实的情况不符合，在此进行了进一步的修正。下面是修正后的参数值：
密度Garma=21kN/m^3
5. 结束语
本文初步讨论了拉伸裂缝深度对岩石边坡稳定性的影响，显而易见，我们忽视了裂缝宽度和裂缝的扩展，裂缝宽度以及裂缝扩展的模拟需要使用数值方法，尤其是离散元方法，在后续的分析中将使用UDEC和3DEC进行模拟。
