边坡关键块体稳定性分析与软件实现

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在大量的地质工程中,不可避免的存在边坡开挖问题,边坡的开挖使岩体天然应力状态遭到破坏,引起边坡岩体卸荷回弹和应力重分布的应力集中,当集中应力超过结构面强度时,将造成某些块体沿着结构面失稳,给工程带来严重的威胁,直接影响施工的安全和进度。现在地质工程中有些对边坡关键块体的认识不够,为更好的解决关键块体给工程带来的危害和损失,所以需要对工程中的关键块体进行研究,并且用比较方便快捷的方法搜索关键块体,为合理的支护提供可靠的依据。   块体理论是最近几年应用于解决岩体工程稳定性分析中比较成熟的一种研究方法,各种研究块体稳定性的分析方法也有较大发展。有些研究方法是对空间的所有结构面、坡面和坡体顶面进行随机的平移组合,得到的块体可能不存在于现实空间中,搜索出的有些块体可能存在于坡体深远部位,失去可研究意义。   本文以块体理论为理论基础,以坡体的坡面为基准面,使空间的结构面与坡面定位的组合相交,判断求得的交点是否满足其相交结构面的半径范围,对坡面上满足条件的交点进行组合,组合成功的交点的结构面在坡体的可能相交于一点,求的此交点并判断其在坡体内的存在性,如果存在满足条件的交点则组合成功,否则失败。本文分别通过四面体块体、五面体块体和六面体块体三种情况进行块体的搜索,对搜索出的块体进行可动性和运动方式的分析,确定其运动方式后对可动性块体进行稳定分析计算。为更好的使本研究方法应用于科研和生产实践,作者以Visual Basic 为开发环境编写整个程序,通过Visual Basic 调用AutoCAD 使模型展示到Auto CAD 中。   最后,对开发的程序进行了实例验证,并与Unwedge软件的计算结果进行对比性分析,证明其搜索和计算结果是可信的。此方法能够得出块体稳定性分析的确定性结果,并且准确率比较高,为岩质边坡的块体稳定性分析提供了一种准确快捷的方法。
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