·1548· 工程科学学报，第37卷，第12期 68m 满足计算精度要求，表明拟合所得岩体参数具有等 效性. 在同等条件下，进一步对比分析发现：采用相同模 型时，强度折减法与极限平衡法安全系数结果最多相 40m 差2.66%，两者确定的潜在滑动面（带）的位置也基本 一致，表明在网格精度满足的条件下，两种方法分析简 单均值边坡的结果趋于一致网：相比于强度折减法， 极限平衡法计算的安全系数偏小，主要是因为简化 Bishop法忽略了条间切向力的作用而偏于保守，但这 对工程实际是比较安全且适用的，且由于其概念清晰、 20m 计算效率高所以广泛应用于一般简单问题的实践之 图8边坡模型 中：相比于基于刚体力学的极限平衡法搜索计算大量 Fig.8 Slope model 假定滑动面的安全系数，基于弹塑性力学的强度折减 和极限平衡法安全系数计算结果中依次相差0.58% 法能模拟出岩体的应力、应变及变形等诸多信息，最终 和1.29%：采用相同本构模型时，强度折减法比极限 能自动获得考虑变形协调、破坏准则的潜在滑动带，相 平衡法安全系数分别大1.93%和2.66%.计算结果 比之下其内容全面且适用性更广. (aF(2.058 b)F(2.046 图9强度折减法计算结果.(a)Mohr-Coulomb模型：(b)Hoek一Brown模型 Fig.9 Safety factors solved by the strength reduction method:(a)Mohr-Coulomb criterion:(b)Hoek-Brown criterion (aF(2.019 )F.(1.993) 图10极限平衡法计算结果.(a)Mohr一Coulomb模型：(b)Hoek-Brown模型 Fig.10 Safety factors solved by the limit equilibrium method:(a)Mohr-Coulomb criterion:(b)Hock-Brown criterion 采用相同分析方法时，比Mohr一Coulomb模型相 因素对岩体强度的影响，所以自提出以来一直是研究 比，Hoek一Brown模型计算安全系数偏小，且强度折减 热点a 法中Hoek-Brown模型的滑动带并未完全贯通，表明 4结论 前者能够模拟出基于局部不稳定的边坡失稳，相比之 下其更安全；Mohr-Coulomb模型为线性模型，相比之 (1)基于FLAC3D程序及DFN技术构建同时考 下其较容易在数值软件中实现，因此应用较为广泛： 虑岩体及节理强度特征的遍布节理岩体模型，能较好 Hoek-Brown模型为非线性模型，可反映岩石和岩体固 地反映工程岩体的尺度效应：随着模型尺度的增大，节 有的非线性破坏特点，其可直接应用于岩石和岩体参 理数目增加的同时其分布会逐渐趋于稳定，从而导致 数的确定，能够反映结构面、应力状态及最小主应力等 岩体抗压强度降低并逐步趋于稳定值：岩体强度趋于工程科学学报，第 37 卷，第 12 期 图 8 边坡模型 Fig． 8 Slope model 和极限平衡法安全系数计算结果中依次相差 0. 58% 和 1. 29% ; 采用相同本构模型时，强度折减法比极限 平衡法安全系数分别大 1. 93% 和 2. 66% ． 计算结果 满足计算精度要求，表明拟合所得岩体参数具有等 效性． 在同等条件下，进一步对比分析发现: 采用相同模 型时，强度折减法与极限平衡法安全系数结果最多相 差 2. 66% ，两者确定的潜在滑动面( 带) 的位置也基本 一致，表明在网格精度满足的条件下，两种方法分析简 单均值边坡的结果趋于一致［18］; 相比于强度折减法， 极限平衡法计算的安全系数偏小，主要是因为简化 Bishop 法忽略了条间切向力的作用而偏于保守，但这 对工程实际是比较安全且适用的，且由于其概念清晰、 计算效率高所以广泛应用于一般简单问题的实践之 中; 相比于基于刚体力学的极限平衡法搜索计算大量 假定滑动面的安全系数，基于弹塑性力学的强度折减 法能模拟出岩体的应力、应变及变形等诸多信息，最终 能自动获得考虑变形协调、破坏准则的潜在滑动带，相 比之下其内容全面且适用性更广． 图 9 强度折减法计算结果． ( a) Mohr--Coulomb 模型; ( b) Hoek--Brown 模型 Fig． 9 Safety factors solved by the strength reduction method: ( a) Mohr--Coulomb criterion; ( b) Hoek--Brown criterion 图 10 极限平衡法计算结果． ( a) Mohr--Coulomb 模型; ( b) Hoek--Brown 模型 Fig． 10 Safety factors solved by the limit equilibrium method: ( a) Mohr--Coulomb criterion; ( b) Hoek--Brown criterion 采用相同分析方法时，比 Mohr--Coulomb 模型相 比，Hoek--Brown 模型计算安全系数偏小，且强度折减 法中 Hoek--Brown 模型的滑动带并未完全贯通，表明 前者能够模拟出基于局部不稳定的边坡失稳，相比之 下其更安全; Mohr--Coulomb 模型为线性模型，相比之 下其较容易在数值软件中实现，因此应用较为广泛; Hoek--Brown 模型为非线性模型，可反映岩石和岩体固 有的非线性破坏特点，其可直接应用于岩石和岩体参 数的确定，能够反映结构面、应力状态及最小主应力等 因素对岩体强度的影响，所以自提出以来一直是研究 热点［10］． 4 结论 ( 1) 基于 FLAC3D 程序及 DFN 技术构建同时考 虑岩体及节理强度特征的遍布节理岩体模型，能较好 地反映工程岩体的尺度效应: 随着模型尺度的增大，节 理数目增加的同时其分布会逐渐趋于稳定，从而导致 岩体抗压强度降低并逐步趋于稳定值; 岩体强度趋于 · 8451 ·