含软弱结构面反倾岩质边坡倾倒破坏数值模拟研究

摘要

含软弱结构面的反倾岩质边坡普遍存在于地质环境中，利用数值模拟技术对其破坏进行科学、准确的预测具有重要意义。采用基于强度折减法的GPGPU并行化的混合有限-离散元对反倾岩质边坡的倾倒破坏机制进行研究。该方法结合了有限元和离散元的优点，可以同时获得边坡应力变化、裂纹扩展和位移变化，岩层能够发生断裂。研究结果表明，反倾岩质边坡倾倒破坏分为稳定变形阶段、倾倒破坏阶段和自稳定阶段。在重力作用下坡体有向临空面倾倒的趋势，当岩层的拉应力超过岩层的最大抗弯能力时岩层发生断裂。坡脚是最先破坏的位置，主破裂面由坡脚向坡体内延伸。软弱结构面倾角影响倾倒深度，倾角越大，倾倒深度越大。研究结果为反倾岩质边坡的倾倒破坏理论发展、工程地质灾害评估及防灾减灾提供参考。

关键词

反倾岩质边坡 / 倾倒破坏 / 软弱结构面 / 数值模拟 / HFDEM