基于隨機(jī)裂隙的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性參數(shù)分析.pdf

1、邊坡穩(wěn)定性研究一直是巖土工程領(lǐng)域的一個(gè)重要內(nèi)容,迄今為止,對(duì)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析,特別是將邊坡中隨機(jī)分布的結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)考慮在內(nèi)的情況下尚沒(méi)有令人滿意的方法,現(xiàn)有的邊坡穩(wěn)定性分析軟件也不具備模擬巖體中隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)的功能。本課題根據(jù)蒙特卡羅(Monte-Carlo)法,拓展了離散元程序UDEC在模擬隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)方面的功能、改進(jìn)了邊坡安全系數(shù)求解程序。在此基礎(chǔ)上，研究了節(jié)理各幾何參數(shù)(組數(shù)、密度、傾角、跡長(zhǎng))、結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)(粘聚力、內(nèi)摩擦角)

2、、巖體重度以及邊坡高度和邊坡傾角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。
　　(1)通過(guò)分析巖質(zhì)邊坡中節(jié)理裂隙分布規(guī)律,在離散元程序 UDEC中根據(jù)蒙特卡羅法,利用FISH語(yǔ)言編制了隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)模擬程序,使在UDEC中可以生成符合特定分布規(guī)律的裂隙網(wǎng)絡(luò)模型。
　　(2)根據(jù)強(qiáng)度折減法,用FISH語(yǔ)言編制了強(qiáng)度折減程序,解決了UDEC在計(jì)算具有隨機(jī)裂隙的巖質(zhì)邊坡安全系數(shù)時(shí)求解步數(shù)不足及耗時(shí)嚴(yán)重的問(wèn)題。
　　(3)通過(guò)與文獻(xiàn)中邊坡算例的解析解

3、對(duì)比,驗(yàn)證了用UDEC根據(jù)自編強(qiáng)度折減程序計(jì)算邊坡安全系數(shù)的可靠性,對(duì)影響求解精度的因素進(jìn)行了分析。
　　(4)最后采用正交試驗(yàn)方法,結(jié)合補(bǔ)充試驗(yàn)研究了各影響因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。所得結(jié)論如下:邊坡安全系數(shù)隨節(jié)理組數(shù)增加而減小,減小過(guò)程主要集中于前三組節(jié)理范圍內(nèi);邊坡安全系數(shù)隨節(jié)理密度、節(jié)理跡長(zhǎng)、巖體重度及邊坡坡高的增大而減小,隨著各參數(shù)的增大安全系數(shù)減小幅度逐漸變小;邊坡安全系數(shù)隨邊坡坡角的增大而減小,隨著坡角的增大安全系數(shù)減

4、小幅度逐漸變大;邊坡安全系數(shù)隨結(jié)構(gòu)面粘聚力的增大而增大,隨著粘聚力增大安全系數(shù)增幅逐漸變小,而隨著內(nèi)摩擦角的增大安全系數(shù)增幅逐漸變大;節(jié)理傾角對(duì)邊坡安全系數(shù)的影響與邊坡坡角有關(guān),節(jié)理傾角越接近坡角,邊坡安全系數(shù)越小,安全系數(shù)的減小幅度越小:節(jié)理傾角的方差對(duì)邊坡安全系數(shù)的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律性。通過(guò)極差分析,節(jié)理組數(shù)、邊坡高度及結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角對(duì)邊坡安全系數(shù)的影響顯著;結(jié)構(gòu)面粘聚力、節(jié)理密度、節(jié)理傾角、節(jié)理跡長(zhǎng)以及邊坡坡角對(duì)安全系數(shù)也有較強(qiáng)影