如何在GEO5岩质边坡稳定分析软件中考虑多层岩石

　　之前有很多GEO5的用户站内信问我如何在GEO5岩质边坡稳定分析软件中考虑多层岩石，最近我和GEO5的欧洲产品工程师讨论了一下，于是准备发个帖子一并回复大家：

方法一： 　　
　　如果滑面考虑较为简单（如图1），可以直接采用不同岩层容重的加权平均值作为岩石容重，不同岩层结构面强度参数的加权平均值作为结构面强度参数。
　　这种做法和理正岩质边坡分析简单平面滑动中对多种岩层的考虑是一样的，在GEO5岩质边坡稳定分析软件中选择直线滑动，输入岩石容重和结构面参数时输入加权平均值。对于岩层性质差别不是很大，可以用一条简单的直线描述潜在滑动面的情况可以采用这种方法。建议对顺倾的层面要单独进行验算，例如图1中的红线。
　　当然，这种情况也可以用折线滑面来模拟，只要保持滑面是一条平直的直线就可以了。

图1 对多种岩层的简化考虑

方法二： 　　
　　当有多层岩石时，多层岩石的同时滑动通常不可能像方法一中描述的那么简单，这个时候我们需要采用GEO5岩质边坡稳定分析软件中的折线滑动来进行模拟（如图2）。
　　这个时候我们需要根据现场调查到的结构面分布情况来判断可能的滑动情形，对滑体进行分块，每块可以采用不同的参数。具体的滑体分割可以根据岩层面位置、结构面分布、坡面坡型来进行。图2列举了一个简单的例子。

图2 滑面穿过多层岩石的情况

注：

• 以下结构面参数并不是真实案列的参数。
  
• 外部结构面：滑体滑动面
  
• 内部结构面：不同块体间的接触面
  

Stratum 1（层1）

块编号	容重/kN/m3/	外部结构面粘聚力/kPa/	内部结构面粘聚力/kPa/	外部结构面内摩擦角/degree/	内部结构面内摩擦角/degree/	外部结构面上水压力/kn/m/	内部结构面上水压力/kn/m/
1	20	50	50	28	28
2	20	50	50	28	28
3	20	50	50	28	28
4	20	50	50	28	28

Stratum 2 （层2）

块编号	容重 /kN/m3/	外部结构面粘聚力/kPa/	内部结构面粘聚力/kPa/	外部结构面内摩擦角/degree/	内部结构面内摩擦角/degree/	外部结构面上水压力/kn/m/	内部结构面上水压力/kn/m/
5	24	15	15	25	25
6	24	15	15	25	25

Stratum 3 （层3）

块编号	容重/kN/m3/	外部结构面粘聚力/kPa/	内部结构面粘聚力/kPa/	外部结构面内摩擦角/degree/	内部结构面内摩擦角/degree/	外部结构面上水压力/kn/m/	内部结构面上水压力/kn/m/
7	27	10	10	31	31
8	27	10	10	31	31
9	27	10	10	31	31
10	27	10	10	31	31

在构造滑块时，建议以下几个地方需要构造内部结构面（外部结构面的判断和直线滑动一样）：

• 岩层分界面；
  
• 坡面转折点处；
  
• 实际观察到的内部结构面。
  

内部结构面的参数取值有三种情况：

• 采用和外部结构面一样的参数。这种做法偏保守，适合结构面分布比较多的情况。基本假设为即使野外没有观测到内部结构面，也假设岩体破坏时，块体之间的强度参数和外部结构面一样。
  
• 采用岩石的强度。这种做法偏危险，适合结构面分布很少的情况。基本假设为块体之间的接触面是因为岩石受拉或受剪破坏形成的。
  
• 采用野外实测参数。如果有野外实测参数，直接采用野外实测到的内部结构面参数。
  

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