岩石边坡稳定性分析工具 RocSlope2: 与RocPlane的比较
文摘
科技
2024-08-29 11:35
内蒙古
1. 引言
如【岩石边坡稳定性分析软件 RocSlope2】所述，Rocscience现已下架了独立运行的岩石边坡稳定性分析工具RocPlane, SWedge和RocTopple，取而代之的是最新开发的集成分析工具RocSlope2，尽管RocSlope2的计算本质上还是二维的，但通过输入边坡岩体的多组节理产状(倾向和倾角)形成的块体在一定程度上增强了边坡岩体的真实性。本文比较了RocSlope2和RocPlane的计算结果。
2. RocSlope2假设
(1) 滑动或破坏面的走向平行或近似平行(在20°以内)于坡面。(2) 破坏面在坡面上出露。这种情况发生在破坏面的倾角小于坡面角度时。(3) 岩块侧面边界上存在释放面，滑动阻力忽略不计。在RocSlope2的平面分析中，分析的坡面切片垂直于坡面，并假设具有单位厚度，程序执行滑动岩块的极限平衡分析。坡面或滑动体的安全系数被定义为抵抗边坡滑动的总力与引起滑动的总力之比。抗力包括滑动面的剪切强度、坡面的人工加固或其他稳定的外部力(如果存在)。驱动力包括滑动岩块重量的边坡分量、地震加速度产生的力、作用于岩块各面的水压力以及坡面上的外部荷载。RocSlope2中的极限平衡模型假设作用于滑动岩块上的所有力都通过岩块的重心，它忽略了倾覆力矩。当分析涉及张裂缝时，假设张裂缝与破坏面一样，其走向平行于坡面。与许多只考虑垂直张裂缝的平面楔形分析程序不同，RocSlope2还允许非垂直张裂缝。在RocSlope2中，非垂直张裂缝与水平面的倾角可以大于或小于90°。![]()
与之前的分析工具相比，RocSlope2的最大特点是可以输入边坡几何形状及节理的走向(Dip Direction)，从而能够更准确地定义对象的几何位置，此外，在RocPlane中，边坡面长度是自动计算出来的，而在RocSlope2中，可以自定义边坡面长度。一个最显著的差别是RocPlane需要输入破坏平面角，而RocSlope2能够自动计算出破坏平面角。![]()
4. 结果比较
下图所示的是RocSlope2平面分析的计算结果，安全系数FOS=0.7![]()
作为对比，采用RocSlope2计算出来的破坏平面角44.8°，代入RocPlane的计算结果FOS=0.7,如下图所示。可以看出，二者的结果完全相同。一个不同之处是边坡长度，RocSlope2的输入值为50m，RocPlane的计算值为21.3m。由此可见，边坡长度对平面破坏来说没有影响，主要对楔形破坏有影响，我们将在以后进行详细讨论。![]()
