下,如UDEC()离散单元代码运用力位移定律来指明变形联合界块和牛顿运动第二定律相互作用。UDEC特别适用于包括节理媒介问题,并且广泛应用于滑坡和表面矿山边坡调查研究。也可以模拟地下开采、地震、地下水压力等因素对石块滑动和变形影响。图为发生在加拿大亚伯达重大岩滑FrankSlide分析。Benko和Stead详细描述了这次模拟调查()并且举例说明了在岩滑开始山坡脚下地下采矿可能产生影响。图举例说明了在发生在加拿大亚伯达Luscar煤矿主要崩塌不稳定模型作用。这项分析能够模拟地下采矿从底层到表面基础屈曲面前进发展()。通过采用可见和不可见斜坡数值分析程序模型能够为今后采矿规划提供有价值信息。图.FrankSlide原理截面(左)和UDEC模型沿着表面和节理显示剪切(右).图.表层煤矿斜坡屈曲崩塌UDEC模型工程师必须注意到离散单元分析法结构输入必须是典型。Hencheretal.()举例说明EP/W和SLOPE/W())二维极限平衡法编码集成。三维极限平衡法发展(例如CLARA();D-SLOPE())。概率极限平衡技术发展。允许多样支持和加固能力。非饱和土抗剪强度标准混合。可视化高度发展和前处理及后处理制图学。这些编码在土坡和高度蚀变岩斜坡分析中起着至关重要作用。而在这些斜坡中,离散明确表面容易发生滑动。图阐明了高岭土化花岗岩斜坡崩塌反分析法中二维极限平衡程序运用。包括岩块内部应力状态和复杂变形及脆性断裂影响是极其重要。数值模拟技术也应用其中。(如图所示).图.SWEDGE分析(右)建立在DIPS立体图输入基础上(LEFT).图.用极限平衡法对瓷土边坡进行分析来寻求滑动平面(左)和有线差分来模拟剪应变发展(右)石雨模拟器是另一分析法传统模式,其中包括用来评估单个坠落方块危害工具。像ROCFALL()程序用来分析从给定坡面几何上滚动或弹动岩块在速率发生变化时,滑动岩块轨道。在风险评估中,经过重复数量模拟计算出块速度、反弹高度和端点距离等因素都可以在风险评估中起到作用。通过效力和阻碍物动能影响,石雨模拟器也可以帮助制定补救措施。类似发展在编码中有关处理崩塌岩块和快速滑动方面也有体现。它提出适用于流量预测和摆动运行动态分析工具。坡度分析数值方法许多岩石边坡稳定性存在有关几何学、资料各向异性、非线性性能、原位应力和出现几个耦合过程(例如,孔隙压力和地震荷载等)问题。计算机功能提高和市场上便宜数值模拟代码出现意味着潜在石坡崩塌机制预想能够,或者说在大部分情况下能够形成岩石边坡调查标准件。石坡稳定性分析数值方法可以分为三个部分:连续统、密断统和混合建模。表格为现有数控技术摘要。表格.数值分析法解析法关键参数优势劣势连续统建模(例如,有限单元法,有限差)典型边坡几何;本构标准(例如,弹簧、弹性塑料、潜变等等);地下水特征;表面剪切强度;原位应力状态.允许物质变性和破损;可以模拟复杂运行和机制;三维建模性;.可以模拟地下水和孔隙水压力影响;可以评估不稳定性参数影响;计算机软件发展在合理时间内在计算机上建立复杂模型;可以结合蠕变;可以结合动态分析运用着必须训练有素、经验丰富并且遵循良好造型实践。应该意识到模型和软件是限制因素(例如,边界效应、网格纵横比、对称度硬件记忆限制)普遍输入贫瘠数据可用性必需输入数据没有经过定期测量;不能够模拟高度节理岩石效果;由于运行时间受限,灵敏度分析很难完成。密断统建模(例如,离散单元,分立元件)典型边坡和间断几何;完整本构标准;间断刚度和切变强度;地下允许彼此块变形和块移动;可以模拟复杂运行和复杂机制(复合材同上,使用者必须经验丰富才能遵守好模拟;和上述普遍局限性一水特征;原位应力状态料、间断运行和液压机械及动态分析);能够评估不稳定性参数变化影响样;需要注意缩放效果;需要模拟典型间断几何(间距,持久性等等);节理特性可使用数据有限(例如jkn,jks).混合物/耦合模拟列出独立模型输入参数组合耦合有限元/离散单元模型能够模拟节理和层状媒介上完整裂缝延伸和断裂复杂问题需要高端内存容量;在实践中相对来说有较少经验;需要持续校准和限制连续统建模连续统建模最适合应用于由大量完整岩石、软弱岩石、类土或严重断裂岩块构成斜坡。大多数连续统代码有含离散断裂设备,如断层和层面。但是不适用于不均介质分析。石坡稳定性中连续统方法包括有线差分法和有限元素法。Hoeketal.()谈到了其显著优势和劣势。这两种方法在石坡分析中都有广泛应用。近几年,绝大多数已发布连续统石坡分析都运用到了二维有限差分代码:FLAC().此代码为本构模型描述岩体和合并不稳定运行、耦合水机制和动力模型提供了多种选择。图显示是FLAC在表面煤矿斜坡失稳损坏中应用。二维连续统代码假定平面应变条件,但对于有不同结构岩石学和地势非齐次石坡并不十分有效。类似FLACD()和VISAGE()等三位连续统代码最近出现使工程师能够用台式电脑从事石坡三维分析。图为瓷土边坡FLAC三维分析例子,它包括沿着击打面修改不同区域。图.FLAC表面煤矿斜坡失稳损坏模型图.FLAC瓷土边坡三维模型尽管二维和三维连续统代码在描述石坡崩塌机制方面十分有效,工程师也有责任仔细考虑并证实它们是否是石块代表。若石坡控制失败机制多重节理组构成,那么运用密断统模型方法就很适合。密断统模拟密度统方法认为石坡由刚性组合或变形块构成,从而将它视为间断岩体。分析包括滚动和主要被联合正常和联合剪切刚度控制岩石间断开或关。密断统建模构成最常使用石坡分析数字方法,最受欢迎是离散单元分析法()。假设存在有石坡位移条件下,如UDEC()离散单元代码运用力位移定律来指明变形联合界块和牛顿运动第二定律相互作用。UDEC特别适用于包括节理媒介问题,并且广泛应用于滑坡和表面矿山边坡调查研究。也可以模拟地下开采、地震、地下水压力等因素对石块滑动和变形影响。图为发生在加拿大亚伯达重大岩滑FrankSlide分析。Benko和Stead详细描述了这次模拟调查()并且举例说明了在岩滑开始山坡脚下地下采矿可能产生影响。图举例说明了在发生在加拿大亚伯达Luscar煤矿主要崩塌不稳定模型作用。这项分析能够模拟地下采矿从底层到表面基础屈曲面前进发展()。通过采用可见和不可见斜坡数值分析程序模型能够为今后采矿规划提供有价值信息。图.FrankSlide原理截面(左)和UDEC模型沿着表面和节理显示剪切(右).图.表层煤矿斜坡屈曲崩塌UDEC模型工程师必须注意到离散单元分析法结构输入必须是典型。Hencheretal.()举例说明idcodeswithadaptiveremeshingroutines,suchasELFEN(),havebeensuccessfullyappliedtothesimulationofintensefracturingassociatedwithsurfacemineblasting,mineralgrinding,retainingwallfailureandundergroundrockcaving().Theauthorsarecurrentlyexploringtheuseofthiscodeinthemodellingofvariedrockslopefailureprocesses.FUTUREDEVELOPMENTSTheanalysisofcomplexlandslidescannowbeundertakenroutinelyusingstate-of-the-artnumericalmodellingcodesondesktopcomputers.Ifthebenefitsofthesemethodsaretobemaximizedthenitisessentialthatfielddatacollectiontechniquesaremoreresponsivetoadvancesindesigncapabilities.Muchofcurrentdatacollectionmethodologyhaschangedlittleoverthelastdecadeandisaimedtowardslimitequilibriumanalysis.Dataincludingrockmasscharacteristics,instrumentationandgroundwatermustbecollectedinordertoallowmorerealisticmodellingofrockslopefailuremechanisms.Thepractisingengineerandtheresearchscientistmustmakeeffortstothinkbeyondtheuseofstand-alonedesktopcomputersandembracetherapidlydevelopingtechnologyofparallelcomputers.Severaldecadesagoengineersinindustryacceptedtheneedtorunslopeanalysesonmainframecomputers,astheycouldnotbedonebyhandorcalculator.Theanalogyexiststodaythatinordertofullyexploitthedevelopmentsin-Dcoupledmodelswithadaptiveremeshingwemustuseparallelprocessorswherepersonalcomputersarenolongersufficient.Suchanapproachhasnowbeenacceptedbyindustryinthe-Dmodelingofundergroundpotashminesandinthesimulationofpetroleumreservoirs.Thenextdecadeholdsenormouspotentialinourabilitytomodelthecompletefailureprocessfrominitiation,throughtransporttodeposition.Thiswillprovideafarmorerigorousunderstandingonwhichtobaseriskassessment.Theadventofvirtualrealityprogrammingwillallowtheengineertoconveytheresultsofsimulationsinapowerfulandgraphicallyefficientmanner.Itisessentialhoweverthatqualityquantityofbothinputdataandinstrumentationdataformodellingpurposesbeimprovedconcomitantlyinordertoprovidetherequisitevalidation.EP/W和SLOPE/W())二维极限平衡法编码集成。三维极限平衡法发展(例如CLARA();D-SLOPE())。概率极限平衡技术发展。允许多样支持和加固能力。非饱和土抗剪强度标准混合。可视化高度发展和前处理及后处理制图学。这些编码在土坡和高度蚀变岩斜坡分析中起着至关重要作用。而在这些斜坡中,离散明确表面容易发生滑动。图阐明了高岭土化花岗岩斜坡崩塌反分析法中二维极限平衡程序运用。包括岩块内部应力状态和复杂变形及脆性断裂影响是极其重要。数值模拟技术也应用其中。(如图所示).图.SWEDGE分析(右)建立在DIPS立体图输入基础上(LEFT).图.用极限平衡法对瓷土边坡进行分析来寻求滑动平面(左)和有线差分来模拟剪应变发展(右)石雨模拟器是另一分析法传统模式,其中包括用来评估单个坠落方块危害工具。像ROCFALL()程序用来分析从给定坡面几何上滚动或弹动岩块在速率发生变化时,滑动岩学生毕业设计(论文)外文译文学生姓名:学号:专业名称:岩土工程译文标题(中英文):中文:先进值方法在斜坡稳定性分析中应用和限制英文:Advancednumericaltechniquesinrockslopestabilityanalysis-applicationsandlimitations译文出处:-JuneDavos,Switzerlandpp.-指导老师审阅签名:外文译文正文:先进值方法在斜坡稳定性分析中应用和限制摘要稳定性定期分析是为了对开挖边坡(例如明坑采矿法,道路削减等)安全设计、功能设计以及对天然斜坡平衡条件进行评估。分析技术取决于地形状况和潜在崩塌形式,并且要对每种方法论中不同优势、劣势、局限性进行仔细考虑。这篇论文是对运用在岩石边坡稳定性分析方法一种回顾。这项分析强调数值模拟近期发展,其中包括了计算机可视化、连续统运用和不连续统数值分析代码。简介当代工程师提出了很多关于岩石及混合岩土斜坡稳定性分析方法;研究内容包括从简单无限斜坡和平面崩塌极限平衡技术到复杂耦合有限极离散元素代码有关问题。除了运用大型计算机和二级编程语言进行涉及临界面查找程序有关分析,人们用图表表示和运用手提计算机来计算岩石边坡稳定性还不到年。因为在市场上很难买到需要软件,所以很大一部分早期稳定性分析程序都来源于内部。而现如今,每位工程师都有一台私人电脑来处理相对简单岩石边坡复杂数据分析。考虑到当今大量数据应用程序出现,对于工程师来说,充分理解不同方法内在长处和局限性就显得尤为重要。例如,即使存在大部分包括复杂内部变形和类似于被极限反平衡法要求二维刚性块假设破碎等因素,极限平衡法在解决岩质边坡工程问题中仍旧是最常用方法。包括滑动在内启动机制可被分析为极限平衡问题,但是随之而来是斜坡潜变、渐进变形、大范围内部变形等问题。在简单静态分析中,引起最终滑动因素很复杂也很容易被忽视。如果上述问题不被解决,那么极限平衡法就可能与简单岩石崩塌在间断点有很大联系。笔者认为,极限平衡法应该与数值模拟相互协调来充分发挥两者优势。对当今工程师来说,如果想要证明其尽职尽责,就一定要展示他所运用工具。其中,正确工具尤为重要。陈观察进一步阐明了所有相关斜坡分析法在设计或反分析法中运用重要性。“在早些时代,滑坡总被看成是上帝造成。而如今,尤其是在有人身伤亡和财产损失时候,律师总是能找到接受惩罚和补偿损失人”。如果斜坡因为复杂机制(例如流变、内部变形和脆性破坏、较弱多土层液化等等)出现而崩塌,那么用极限分析法来解决斜坡设计问题就足够了。此外,风险评估及其概念使用使极限分析法在斜坡工程设计和分析中作用增强。风险评估必须注明斜坡崩塌结果和崩塌可能性;为了标注出所有崩塌机率,必须注明对破坏机理理解。岩质边坡分析传统方法图表一总结了在传统斜坡分析中通常使用方法,也注明了其优缺点。就其本身而论,任何岩质边坡分析第一步都必须是对岩石学和岩质结构进行详尽评估。由此来分析现存间断点导向是否会引起岩块不稳定性。这些评估可以通过实体技术和运动分析来实现。例如,程序DIPS()可以利用摩擦锥、裂隙和崩塌道路线指标以及间断特性图解和统计分析来实现岩质边坡运动可行性可视化和检测。工程师能用这种方法来识别包括单一间断点和间断交叉点潜在滑动崩塌是很重要。他们不用关心包括多重节理组及内部变形和破裂而出现崩塌。在DIPS中定义间断点数据和节理组交叉点可以被引入耦合极限平衡代码(例如SWEDGE())来评估反滑动安全因素(图)。这些程序经常并入概率工具,这些工具中节理特性和补充道支护措施可以用来评估他们在安全系数上产生影响。所有极限平衡技术基于抵抗力和干扰力比较都有一个共同方法。为了得到确切解决方案,所有方法中采取假设都一直在变化。图解分析法用立体图技术和块体理论技术都可以来评估关键块体。关键块体稳定性可以通过极限平衡术来获得。如SAFEX程序()和KBSLOPE()所示。图表.常用解析法解析法关键参数优势劣势运用立体平面和运动学临界坡和间断几何学;各自切变强度特征相当简单实用并为潜在危险提供原始迹象;有些方法可以对关键块体进行鉴定和分析;也可和其他方法结合在一起;可以和数据统计技术相结合来计算出现危险可能性和相关体积只适用于初级和非关键斜坡设计.;需要工程分析来确定临界面;需要和典型间断点/联合抗剪强度数据一起运用;首先评估临界取向,忽视其它连接特性极限平衡典型几何和材质特征;土块或岩块切变强度参数(凝聚力和摩擦力);间断点切变强度特征;地下水条件;加固特点和外部支持数据针对失效模型(平面、楔入、坍塌等等)有大量可用软件;大都是确定但是概率性分析功能增强;可以分析边坡几何和材料特性中安全灵敏度因素;能够用多种材料、加固和地下水概况来建二维和三维斜坡安全性系数计算没有指示出不稳定性机制;许多技术在不同假设下都可以运用;强压和完全崩塌是不允许出现;不用考虑原位应力状态;纪律性分析要求明确输入数据来得到有意义评估;一般机率性分析不会考虑到样本/数据协方差落石仿真典型边坡几何;岩石块大小和形状;恢复系数选址结构实用工具;可以利用概率性分析;二维和三维编码可以使用实际设计图表在运用上经验有限在市场上可买到极限平衡计算机代码在近几年已经有了很大进步。这包括:有限元法和地下水应力分析(如GEO-SLOPE’sSIGMA/W,SEEP/W和SLOPE/W())二维极限平衡法编码集成。三维极限平衡法发展(例如CLARA();D-SLOPE())。概率极限平衡技术发展。允许多样支持和加固能力。非饱和土抗剪强度标准混合。可视化高度发展和前处理及后处理制图学。这些编码在土坡和高度蚀变岩斜坡分析中起着至关重要作用。而在这些斜坡中,离散明确表面容易发生滑动。图阐明了高岭土化花岗岩斜坡崩塌反分析法中二维极限平衡程序运用。包括岩块内部应力状态和复杂变形及脆性断裂影响是极其重要。数值模拟技术也应用其中。(如图所示).图.SWEDGE分析(右)建立在DIPS立体图输入基础上(LEFT).图.用极限平衡法对瓷土边坡进行分析来寻求滑动平面(左)和有线差分来模拟剪应变发展(右)石雨模拟器是另一分析法传统模式,其中包括用来评估单个坠落方块危害工具。像ROCFALL()程序用来分析从给定坡面几何上滚动或弹动岩块在速率发生变化时,滑动岩块轨道。在风险评估中,经过重复数量模拟计算出块速度、反弹高度和端点距离等因素都可以在风险评估中起到作用。通过效力和阻碍物动能影响,石雨模拟器也可以帮助制定补救措施。类似发展在编码中有关处理崩塌岩块和快速滑动方面也有体现。它提出适用于流量预测和摆动运行动态分析工具。坡度分析数值方法许多岩石边坡稳定性存在有关几何学、资料各向异性、非线性性能、原位应力和出现几个耦合过程(例如,孔隙压力和地震荷载等)问题。计算机功能提高和市场上便宜数值模拟代码出现意味着潜在石坡崩塌机制预想能够,或者说在大部分情况下能够形成岩石边坡调查标准件。石坡稳定性分析数值方法可以分为三个部分:连续统、密断统和混合建模。表格为现有数控技术摘要。表格.数值分析法解析法关键参数优势劣势连续统建模(例如,有限单元法,有限差)典型边坡几何;本构标准(例如,弹簧、弹性塑料、潜变等等);地下水特征;表面剪切强度;原位应力状态.允许物质变性和破损;可以模拟复杂运行和机制;三维建模性;.可以模拟地下水和孔隙水压力影响;可以评估不稳定性参数影响;计算机软件发展在合理时间内在计算机上建立复杂模型;可以结合蠕变;可以结合动态分析运用着必须训练有素、经验丰富并且遵循良好造型实践。应该意识到模型和软件是限制因素(例如,边界效应、网格纵横比、对称度硬件记忆限制)普遍输入贫瘠数据可用性必需输入数据没有经过定期测量;不能够模拟高度节理岩石效果;由于运行时间受限,灵敏度分析很难完成。密断统建模(例如,离散单元,分立元件)典型边坡和间断几何;完整本构标准;间断刚度和切变强度;地下允许彼此块变形和块移动;可以模拟复杂运行和复杂机制(复合材同上,使用者必须经验丰富才能遵守好模拟;和上述普遍局限性一水特征;原位应力状态料、间断运行和液压机械及动态分析);能够评估不稳定性参数变化影响样;需要注意缩放效果;需要模拟典型间断几何(间距,持久性等等);节理特性可使用数据有限(例如jkn,jks).混合物/耦合模拟列出独立模型输入参数组合耦合有限元/离散单元模型能够模拟节理和层状媒介上完整裂缝延伸和断裂复杂问题需要高端内存容量;在实践中相对来说有较少经验;需要持续校准和限制连续统建模连续统建模最适合应用于由大量完整岩石、软弱岩石、类土或严重断裂岩块构成斜坡。大多数连续统代码有含离散断裂设备,如断层和层面。但是不适用于不均介质分析。石坡稳定性中连续统方法包括有线差分法和有限元素法。Hoeketal.()谈到了其显著优势和劣势。这两种方法在石坡分析中都有广泛应用。近几年,绝大多数已发布连续统石坡分析都运用到了二维有限差分代码:FLAC().此代码为本构模型描述岩体和合并不稳定运行、耦合水机制和动力模型提供了多种选择。图显示是FLAC在表面煤矿斜坡失稳损坏中应用。二维连续统代码假定平面应变条件,但对于有不同结构岩石学和地势非齐次石坡并不十分有效。类似FL 学生毕业设计(论文)外文译文学生姓名:学号:专业名称:岩土工程译文标题(中英文):中文:先进值方法在斜坡稳定性分析中的应用和限制英文:Advancednumericaltechniquesinrockslopestabilityanalysis-applicationsandlimitations译文出处:17-21June2001Davos,Switzerlandpp.615-624指导老师审阅签名:外文译文正文:先进值方法在斜坡稳定性分析中的应用和限制摘要稳定性的定期分析是为了对开挖边坡(例如明坑采矿法,道路削减等)的安全设计、功能设计以及对天然斜坡的平衡条件进行评估。
分析技术取决于地