岩质边坡稳定性是人类工程建设中较为重要的课题,无论是边坡自身构造原因还是爆破开挖等人为因素造成的边坡失稳,其代价都是难以承受的。因此,提前对边坡稳定性进行模拟预测变得尤为重要。本文通过数值模拟方法研究隧道开挖工序及距离对杨家山边坡稳定性的影响。目前,使用较广的数值模拟方法有有限元法、有限差分法等,而数值模拟软件前处理建模的不足却大大制约了数值模拟计算的发展,因此,我们将三维点云逆向建模的方法运用到数值模拟软件前处理问题上,可大大提高数值建模的效率和精度。而在实际工程中,由于边坡节理等因素的影响,坡体失稳破坏的方式复杂多变,因此,我们在对杨家山边坡稳定性计算时采用裂隙岩体本构模型,可较为真实的反映结构面对岩质边坡稳定性的影响。针对以上几方面的内容,我们具体做了以下工作:1.非接触测量技术包括数字摄影测量技术和激光扫描技术,文中利用非接触测量技术对杨家山边坡表面地理信息数据进行扫描,分别得到两种完整的边坡表面点云数据,对比两者获取数据的便捷性与完整度,最终选择无人机倾斜摄影技术获取的表面信息数据进行后续建模操作。2.对点云数据进行了去噪滤波、精简平滑等预处理后,再通过生成三角网格以及数据量较小的曲面片来为后续建模做准备。最后在Midas软件中通过布尔运算生成边坡实体模型,并进行网格划分。利用C++语言编写数据转换程序,将Midas中导出的单元节点数据转换为FLAC3D可识别的语言,以便边坡模型能快速导入FLAC3D并进行后续数值模拟计算。3.在FLAC3D有限差分数值模拟软件中引入新的本构模型-裂隙岩体本构模型来反映结构面的影响。裂隙岩体应力应变关系的统计模型是基于岩体裂隙网络的统计参数、并结合了连续力学、断裂力学及应变能可加理论,该应力-应变关系可以真实地反映岩体力学参数的弱化和各向异性。基于该本构模型,研究了裂隙岩体结构面参数对弹性模量的影响,结果表明:结构面是削弱岩体弹性模量并产生各向异性的主要因素。根据轴向应力和结构面法向夹角的变化,导出的岩体弹性模量为“U”形分布,且在夹角为?/4+?/2时弹性模量达到最低值。岩体弹性模量与结构面摩擦角及粘聚力成正比,与结构面的平均半径及密度成反比。但是,结构面参数对岩体弹性模量的影响是有限度的,当平均半径和结构面法向密度超出一定范围时,岩体弹性模量将不再变化。4.首先通过对比CRD法施工工序的不同对隧道围岩变形及应力分布的影响,结果显示在偏压隧道中应先开挖埋深较浅一侧的岩体,同时进行初期支护,快速成环。最后通过模拟计算不同距离的隧道开挖引起的杨家山边坡应力、位移变化,来分析隧道开挖对边坡稳定性的影响。结果表明:隧道距离坡体80m处开挖对边坡稳定性影响不大,现场施工时可根据实际地质情况选取80m或者更远处进行施工,并针对边坡表面凸起处做好防护工作。