标 题
Title
期刊 ： Canadian Geotechnical Journal.
作者： Feiyang Wang, Wuzhou Zhai, Jianhong Man, and Hongwei Huang
年份：2024
摘 要
ABSTRACT
岩质边坡的稳定性主要由结构不连续面（如节理、断层和层面）的断裂行为控制。岩质边坡的滑坡通常涉及连续-非连续介质中同时发生的拉伸和剪切裂缝演化，沿不连续面和岩体内发生，这给准确有效地预测滑坡和确定安全系数（FS）带来了挑战。为解决这个问题，开发了一种基于重力增加法（GIM）的混合粘性相场数值方法。该方法结合了粘性节理模型和统一断裂相场方法，有效地弥合了不连续面和岩体之间的尺度差距。数值模拟表明，所开发的混合方法通过对不连续面和岩体的物理测试得到了验证，并实现了与连续介质方法相当的计算效率。值得注意的是，临界能量释放率对岩质边坡稳定性的影响比剪切强度更为显著。此外，所开发的混合方法准确地捕捉到了滑动面，并突出了岩桥在抵抗滑坡中的作用，能够可靠地预测具有持久不连续面和非持久不连续面的岩石边坡的安全系数。
图 表
Figures & Tables
图 1. 接合试样的几何形状和边界条件，（a）直接拉伸试验，（b）直接剪切试验。
图 3. 剪切试验与内聚连接模型的比较，（a）应力-位移曲线，（b）损伤演变曲线。
图 5. 力学性能，（a）载荷-位移曲线，（b）载荷-时间曲线。
图 7. 具有单一持续不连续面的岩石斜坡的滑坡行为，（a）滑坡过程，（b）滑动面上的剪应力。
图 8. 具有平行持续不连续面的岩石斜坡的滑坡行为，（a）滑坡过程，（b）滑动面上的剪应力。
图 10. 在不同强度（a) 200 kPa，(b) 300 kPa，(c) 400 kPa，(d) 500 kPa）下具有单一不连续面的岩石斜坡的滑坡情况。
结 论
Conclusions
在连续-非连续介质中建立拉伸-剪切裂缝演变模型时，受非连续性控制的岩质边坡的稳定性是一个巨大的挑战。为了解决这个问题，我们开发了一种混合内聚相场数值方法，其计算效率可与连续模型相媲美，可实现沿不连续面和岩体内部断裂的同步演化。利用基于 GIM 的混合数值模型，全面揭示了具有持续不连续和非持续不连续的岩石斜坡的滑坡机理。本研究得出了几个有见地的结论：
(1) 对于具有持续不连续面的岩质斜坡，潜在滑动面位于具有最大剪应力的不连续面上。滑动体是不连续面上方的楔形岩块，破坏集中在与滑动面接触的楔形岩块上部。
(2) 不连续面的强度和临界能量释放率是影响岩坡稳定性的两个关键参数，其中强度尤为重要。随着不连续面强度的提高，岩石边坡的安全系数逐渐增大，导致楔形岩体的破坏区域沿滑动面向下延伸。
(3) 所开发的混合模型再现了具有非持久性不连续面的岩石斜坡潜在滑坡过程中岩桥的形成。因此，这种方法能够捕捉到滑坡现象的细节，从而准确评估岩石斜坡的可行性研究。对于具有平行不连续面的岩石斜坡，断裂沿着靠近坡脚的不连续面开始，通过岩桥演变，并与相邻的不连续面连接，最终导致沿褶皱线滑动面的滑坡。
参考文献
References
Feiyang Wang, Wuzhou Zhai, Jianhong Man, and Hongwei Huang, 2024. A hybrid cohesive phase-field numerical method for the stability analysis of rock slopes with discontinuities. Canadian Geotechnical Journal.
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