(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111662044.7 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 中国电建集团贵阳勘测设计 研究院 有限公司 地址 550081 贵州省贵阳市观山湖区兴黔 路16号 (72)发明人 湛正刚　吴述彧　胡大儒　李鹏飞　 (74)专利代理 机构 北京联创佳为专利事务所 (普通合伙) 11362 代理人 韩炜 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/08(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种受陡缓倾角控制的碎裂松动岩体边坡 稳定性分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种受陡缓倾角控制的碎裂 松动岩体边坡稳定性分析方法， 其特征在于： 收 集研究区岩体结构发育特征， 建立坝肩边坡的二 维数值计算模 型； 随机结构面特征参数获取及模 拟过程， 在UDEC程序中将调查获得的陡缓倾角组 合长大裂隙数据信息导入离散元模 型， 输入岩体 力学参数和结构面强度参数， 计算碎裂边坡 稳定 性； 模拟分析天然条件下边坡变形特征， 同时分 析边坡失稳破坏模式。 与传统的构建方式对比， 基于UDEC软件充分考虑岩体结构特征以及陡缓 倾角对边坡的影响的数值计算结果同实际更加 的契合、 精准， 可以很好的模拟节理化岩体、 碎裂 结构岩质边坡的变形和破坏过程分析。 权利要求书2页 说明书6页 附图8页 CN 114297864 A 2022.04.08 CN 114297864 A 1.一种受陡缓倾角控制的碎裂松动岩体边坡稳定性分析方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： 步骤一： 收集研究区岩体结构发育特征， 通过统计分析寻找出陡缓倾角组合成长大裂 隙控制结构面， 及各类结构面的统计分布规律； 结合现场工程地质勘察结果， 建立坝肩边坡 的二维数值计算模型； 步骤二： 随机结构面特征参数获取及模拟过程， 通过调查获取确定性结构面的倾向、 倾 角的信息， 再对确定性结构面通过内聚理论进行分组， 确定每组的统计参数， 代入分析计算 公式， 解析出概率密度分布函数 统计参数特征值； 再根据结构面分布统计体的密度， 模拟出 结构面数量N， 运用概率分布密度函数模拟出随机结构面的统计参数特征值， 输入UD EC程序 中， 生成随机分布结构面； 步骤三： 在UDEC程序中将调查获得的陡缓倾角组合长大裂隙数据信息导入离散元模 型， 输入岩体力学参数和结构面强度参数， 计算碎裂边坡稳定性； 步骤四： 在UDEC程序中模拟分析天然条件下边坡变形特征， 包括位移场和 塑性区变化 情况， 同时分析边坡失稳破坏模式。 2.根据权利要求1所述的受陡缓倾角控制的碎裂松动岩体边坡稳定性分析方法， 其特 征在于： 所述 步骤二具体如下： (1)岩体结构面模拟过程中， 采用Beacher圆盘模型， 通过圆盘中心的空间坐标(x0， y0， z0)来确定结构面 的位置， 及圆盘与直角坐标系的夹角α， β 来确定结构面倾向倾角， 圆盘半 径r用于确定结构面的大小， 岩体结构面模型按照如下表达式计算： A(x‑x0)+B(y‑y0)+c(z‑z0)＝0 (式1) (x‑x0)2+(y‑y0)2+(z‑z0)2<r (式2) 式中： A＝si nα sinβ； B＝si nα cosβ； C＝cosα； (2)随机结构面模拟过程中， 首先选取确定性结构面统计参数特征值中的最大和最小 值， 生成平均密度分布函数， 然后加入Monte Car lo随机数， 生 成随机结构面空间产状， 具体 如下： 令F( θ )＝ μ， 取反函数， 解方程得到： θ′＝( θmax‑θmin)μ+θmin， 0≤θ ≤ π (式5) 式中： θ′、 为随机结构面空间产状特 征值， μ、 v为(0， 1)范围内Mo nte Carl o随机数。 3.根据权利要求1所述的受陡缓倾角控制的碎裂松动岩体边坡稳定性分析方法， 其特 征在于： 所述 步骤三具体如下： (1)导入陡 ‑缓倾角组合长大裂隙坐标信息(xi， yi)及倾向、 倾角， 将陡 ‑缓倾角组合长大 裂隙结构面设置弱接触；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114297864 A 2(2)Crack添加节理， 将随机分布模型所得随机结构面空间产状特征值θ ′、 等分布特 征参数输入； (3)输入岩体力学参数γ， C， 及长大裂隙、 结构面强度参数C， Kn， Ks。 (4)设定块体位移监测， 使用 “cell‑space detection ”模式跟踪位移及下落块体的潜 在接触情况。 4.根据权利要求1所述的受陡缓倾角控制的碎裂松动岩体边坡稳定性分析方法， 其特 征在于： 所述 步骤四具体如下： (1)模型计算采用弹塑性模型， 屈服条件遵循莫尔—库伦准则； 力学边界通过固定边界 的形式进行约束， 即采用约束速度的方式， 分别将模型底部竖直方向(Y方向， yvel＝0)、 两 侧水平方向(X 方向， xvel＝0)的速度设置为 零； (2)utility访问不同变量， 监测即将运动的块体垂直和水平位移； 设置重力9.81； run ‑ solve自动检测平衡； Sl ove工具实现岩体稳定性评价计算； (3)计算达到稳定状态后， 得到岩体周边的位移及塑性区变化情况， 通过不同时间步位 移云图及塑性区云图分析边坡失稳模式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114297864 A 3