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块体破坏是岩石工程的一种重要破坏方式。诸多岩石工程在施工过程中经常遇到由结构面与临空面切割形成的潜在不稳定块体问题,这些块体对边坡稳定性影响巨大。本文依托大岗山水电站地质条件较为复杂的右岸边坡工程为研究背景,以块体理论的相关知识为基础,采用传统理论与离散元数值分析相结合的方法,对右岸边坡内可能失稳块体进行搜寻,探讨支护前后边坡的稳定性状况。计算不同工况下边坡的局部和整体稳定性安全系数,在此基础上,通过拟静力法研究边坡在不同方向地震荷载作用下边坡的稳定性状况。主要的研究内容总结如下: (1)对工程区域地质条件及边坡所有结构面分布形态进行分析研究,通过赤平投影、原型监测、边坡表面开挖揭露、边坡混凝土喷层裂缝发育扩展等综合判断,筛选出对边坡稳定性起控制作用的结构面组合,建立三维地质模型,将边坡块体离散为四面体组合,在此基础上采用矢量法求解复杂块体体积,对块体的空间形态进行可视化展示及滑移风险直观分析。 (2)建立了基于位移增长及安全系数等多因素的“关键块体”判别准则,并将其嵌入3DEC,实现关键块体自动搜索。对边坡内存在的潜在关键块体进行多因素判别归类,并与传统搜索方法及现场监测得到的结果进行对比分析,验证本文搜索方法的有效性。 (3)提出块体加固设计从关键块体到次关键块体分步骤验算、统一加固校核的方法,并在此基础上研究关键块体及次关键块体对边坡稳定性的贡献,完成支护后边坡稳定性分析,总结边坡加固力下限值的求解方法。 (4)采用拟静力法对地震作用下边坡稳定性进行研究,针对支护前、支护后及水平、竖向地震作用等不同工况,分析块体的破坏形式并计算相应工况下的边坡稳定性安全系数,对比分析不同地震作用方向下的计算结果,定义边坡地震响应敏感性指标,探讨不同工况下边坡对地震作用的敏感程度。