岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (1): 181-194.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1059

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于坐标投影法岩质边坡块体稳定性 分析及其可视化研究

高丙丽1,李铎1,李朗2,陈立成3,杨志法4   

  1. 1. 西安科技大学 建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054;2. 机械工业勘察设计研究院有限公司,陕西 西安 710043;3. 苏州飞搜科技公司,江苏 苏州 215124;4. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029
  • 收稿日期:2021-07-12 修回日期:2021-09-13 出版日期:2022-01-10 发布日期:2022-01-07
  • 作者简介:高丙丽,女,1980年生,博士,副教授,主要从事工程地质和防灾减灾等方面的教学和科研工作
  • 基金资助:
    国家重点研发项目(No. 2019YFC1509703);陕西省重点研发计划(No. 2021ZDLGY07-08)

Stability analysis and visualization of rock slope blocks based on coordinate projection method

GAO Bing-li1, LI Duo1, LI Lang2, CHEN Li-cheng3, YANG Zhi-fa4   

  1. 1. College of Architecture and Civil Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an, Shaanxi 710054, China; 2. China Jikan Research Institute of Engineering Investigations and Design, Co. Ltd, Xi’an, Shaanxi 710043, China; 3. Suzhou FaceAll Technology Co. Ltd., Suzhou, Jiangsu 215124, China; 4. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
  • Received:2021-07-12 Revised:2021-09-13 Online:2022-01-10 Published:2022-01-07
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Program of China (2019YFC1509703) and the Key R & D Program of Shaanxi Province (2021ZDLGY07-08).

摘要: 块体塌落或滑动是岩质边坡工程的重要破坏形式之一,因此块体稳定性分析是岩质边坡工程中一项极为重要的内容。以浙江仙居县神仙居岩质边坡为研究背景,对块体稳定性分析及可视化进行研究。基于线性回归法和非均匀有理B样条法提出拟合结构面和临空面的新方法。基于坐标投影法提出单滑面和双滑面型块体的稳定系数计算方法,将无人机与坐标投影法结合,并基于Matlab开发出适于岩质边坡工程中平面多面体块体和曲面块体稳定性分析的CPG程序。该程序可实现结构面、临空面及不稳定块体的空间表示及可视化。工程实践表明,该研究可高效、准确地处理落石、崩塌等工程地质灾害问题。程序计算结果与坐标投影块体理论计算结果基本一致,块体稳定性分析方法可靠,开发的CPG程序可行,可大幅提高块体稳定性分析效率,具有实际工程意义。

关键词: 岩质边坡, 坐标投影, 结构面, 块体稳定性, 可视化

Abstract: Block collapse or sliding is one of the main failure modes of rock slope engineering. Namely, block stability analysis plays a key role in rock slope engineering. Taking the Shenxianju rock slope in Xianju County, Zhejiang Province as the research background, this paper mainly conducts the stability analysis and visualization of rock blocks. A new method for fitting structural planes and free faces is proposed based on the linear regression method and the non-uniform rational B-spline method. Then, based on the coordinate projection method, the method for calculating the stability coefficient of the single-sided sliding surface and double-sided sliding surface blocks is proposed. Finally, the unmanned aerial vehicle (UAV) measurement technology combined with the coordinate projection method is used to develop a CPG program using Matlab, which can be adopted in the stability analysis of planar polyhedron blocks and curved blocks in rock slope engineering. This program enables the spatial representation and visualization of structural planes an free faces and unstable blocks. Engineering practice shows that the new proposed method is effectively applicable to engineering geological disasters, such as rockfall and collapse. The results of program calculation are basically consistent with those of the coordinate projection block theory, demonstrating that this method is reliable and the developed CPG program is feasible. This method is of vital significance in practical engineering since it can greatly improve the efficiency of block stability analysis.

Key words: rock slope, coordinate projection, structural plane, block stability, visualization

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