贵州毕节织金县山体垮塌,6人遇难 | 三维岩石边坡稳定性分析

文摘   科技   2024-10-05 08:25   内蒙古  
1. 引言

据报道,2024年10月1日16时50分,贵州省毕节织金县金凤街道平寨社区湾子头组发生山体垮塌,垮塌量约为3000立方米,造成1辆途经车辆(载有5人)和1名行人失联。截至10月2日18时26分,经全力搜救,被埋车辆和失联人员已全部找到,现场确认6人均遇难。


2. 事故地点地形描述

事故地点位于一条乡镇道路上,从下面的地形图可以看出,道路处于山谷之内。

依据地形图产生出一个500m*500m的概念性边坡模型,如下图所示。
简单的边坡稳定性分析如下图所示。


3. 以前发生的滑坡

《计算岩土力学》曾经记录过一次发生在本次事故附近的山体滑坡。2022年5月8日中午12点左右,贵州省毕节市织金县城关镇白岩村发生一起山体垮塌事故,导致3人被埋遇难。从网上流传的视频来看,这起滑坡不是泥石流型的滑坡,按照【岩土边坡的破坏类型(C3)(Failure types of slope)】,应该属于岩石崩落型滑坡。


4. 三维岩石边坡稳定性分析

三维岩石边坡稳定性分析旨在评估边坡在三维空间的稳定性,特别适用于复杂地质条件下的边坡。通过集成多种分析方法,可以更全面地理解边坡的潜在风险。

《计算岩土力学》使用的主要工具有

(1) RocSlope3:三维块体稳定性评估,确定可移动块体的几何形状及其滑动安全系数【《计算岩土力学》数据集的发展与应用 (RocSlope3)】。

(2) RocFall3:分析落石的运动轨迹和冲击点,设计落石阻挡系统【RocSlope3与RocFall3的集成分析】。

(3) Slide3:三维极限平衡分析【边坡稳定性分析---SLIDE3与SLOPE3D的比较】。

(4) RS3:三维有限元分析【带有软弱夹层(Weak Layers)的采矿边坡稳定性分析

(5) 3DEC: 三维离散元分析【3DEC的粘结块体模拟(BBM) | 在线开源大语言模型哪个最强】。


5. RocSlope3

在实践中已经有了一些专用于岩石边坡稳定性分析的工具软件,如Rocplane用来进行平面滑动分析【岩石边坡平面滑动(Planar Sliding)稳定性分析】;SWedge用来进行楔形体分析【[重要]岩石边坡工程课程---楔形滑动(Wedge Sliding)分析(C8)】; RocTopple用来进行倾倒分析【边坡倾倒破坏(Toppling Failure)分析V2022】。这三个程序的共同特点都是二维计算,而且不能同时分析多个块体。另外Slide3虽然也能分析楔形体的稳定性,但只能分析一个。真实的岩体含有多条不规则的节理,因此RocSlope3---三维岩石边坡稳定性风险评估(Risk Assessment)软件弥补了上述缺陷。


RocSlope3专用于分析节理化岩体的边坡稳定性,其理论基础是Goodman和石根华的块体理论【石根华的Discontinuous Deformation Analysis (DDA)文献聚合】和关键块理论【关键块理论的工程应用(Key Block Analysis)】以及极限平衡分析,能够同时分析多条节理或者离散断裂网络DFN构成的岩体边坡,与Fracman和刚性块的3DEC颇为相似【Fracman的岩土模块---主要功能和参考文献】。RocSlope3使用了运动学的基本求解步骤来计算块体的安全系数,包括以下一系列的步骤: 
(1) 确定块体是否可移动

(2) 确定所有作用在块体上的力,计算块体的主动和被动力矢量

(3) 确定滑动块体的滑动方向

(4) 确定每个块体平面上的法向力

(5) 计算由于节理剪切强度而产生的抵抗力

(6) 计算安全系数 


所有块体独立分析,如果使用连续破坏分析功能,则以迭代的方式进行计算。RocSlope3的节理强度模型有5个:

1. Mohr-Coulomb

2. Barton-Bandis

3. Hoek-Brown

4. Generalized Hoek-Brown

5. Power Curve 


RocSlope用来分析易受结构控制破坏影响的岩质边坡稳定性分析,类似于3DEC的刚性块模拟,分析由断层、节理、层理等地质特征交叉形成的块体稳定性。

(1) 使用了与Slide3和RS3相同的几何导入功能,也可以将Slide3RS3的几何图形和属性直接导入到RocSlope;
(2) 多种方法产生节理;
(3) 直接导入Dips数据;

(4) 进行关键块分析,以识别控制潜在大面积边坡破坏的块体,模拟关键块破坏和分离;

(5) 概率分析。


计算岩土力学
2024年5月8日,《计算岩土力学》建立4周年啦!
 最新文章