基于随机结构面边坡岩体特性表征及其块体滑落分析

本项目在前期研究工作基础上，应用岩体边坡坡表岩体节理数字图像扫描技术、坡体内部微震监测技术，基于随机结构面岩体特性建立空间模型，利用自行开发研制的分析系统，搜索出的关键块体，并与块体参数标定、传统结构面测量、微震监测技术相结合，分析块体滑落过程及其力学机理。首先利用自行开发研制的块体空间结构面动态表征方法，完善岩体内部结构的三维表征；其次建立非连续岩体稳定性的块体滑落过程分析模型，开发数值模拟软件，并通过模拟室内块体模型试验的结果来进行数值方法的验证和相关参数标定；最后基于边坡岩体三维表征信息进行岩体三维建模，并根据现场监测数据实时更新模型，进行可移动块体的快速搜索和块体滑落过程分析，模拟工程扰动对边坡的响应特征，探讨边坡岩体块体滑落演化规律，为研究岩体结构和工程扰动对边坡稳定性的影响提供新的分析方法。该方法实现边坡稳定性动态分析预测，具有重大的经济效益和社会效益。

本项目开展了应用岩体边坡的坡表岩体节理数字图像扫描技术、坡体内部监测技术，基于随机结构面岩体特性建立空间模型，利用自行开发研制的分析系统，搜索出的关键块体；实现了随机结构面形成的块体参数标定、传统结构面测量、监测技术相结合，分析块体滑落过程及其力学机理。（1）利用自行开发研制的块体空间结构面动态表征方法，实现了岩体内部结构的三维表征；（2）建立了非连续岩体稳定性的块体滑落过程分析模型，开发出相应的数值模拟软件，并通过模拟室内块体模型试验的结果来进行数值方法的验证和相关参数标定；（3）基于边坡岩体三维表征信息进行岩体三维建模，并根据现场监测数据实时更新了模型，进行了可移动块体的快速搜索和块体滑落过程分析，模拟了工程扰动对边坡的响应特征，探讨了边坡岩体块体滑落演化规律，（4）提出了岩体非连续结构面贯通识别方法，进一步优化了随机结构面生成关键块体的识别，为研究岩体结构和工程扰动对边坡块体滑落分析提供新的途径。.基于项目在研期间的研究，公开发表期刊论文（已发表和接受）的论文有23篇，其中有3 篇SCI收录期刊,另1篇SCI正在出版中，9篇已被EI 收录，2篇ISTP收录。申请发表专利11项（其中关联3项），实用新型专利3项（其中关联1项）、软件著作权1项，截至目前，申请发表专利中授权5项；实审6项。已有9名硕士研究生和1名博士研究生毕业，目前有4名硕士研究生和2名博士研究生在读参与该项目的研究工作。相关成果的应用已经获得“公路工程科技创新成果三等奖”（山区高速公路施工期边坡失稳灾害监测预警技术及应用研究，中国公路建设行业协会，2015年7月31日）。