2023年第1期新疆有色金属降雨工况下土石混合体边坡失稳模式研究董自涛（成都理工大学环境与土木工程学院,四川成都610059）摘要：边坡在降雨和地震工况下的稳定性一直是当前岩土体稳定性的研究热点，而数值模拟手段为边坡的稳定性研究提供了有力的手段支持，为我们量化边坡的稳定性分析提供了极大的优势，同时将平常现场、试验中难以有效观测的各类数据提供了可视化的展现。鉴于此，本文将通过PFC3D手段开展土石混合体边坡降雨工况下的稳定性研究，并对其失稳过程进行反演，以期为其失稳破坏模式提供一个准确的认识。关键词：土石混合体；边坡；稳定性；降雨；离散元目前，对降雨工况下土石混合体的强度演化规律及其边坡失稳机理的相关文献报道不多，已有的土质边坡、岩质边坡稳定性计算规范中未能有效的考虑土体的工程力学性状，设计过程中该类土体性能参数确定还多依赖于工程经验和有限的室内试验，存在较大的盲目性。因此，开展土石混合体材料的力学特性及其边坡失稳机理研究，以解决土石混合体边坡设计与防护技术瓶颈背后的核心科学问题显得十分迫切，具有重要的理论意义和工程实践价值[1]。本文拟采用离散元理论，从微细观角度分析土石混合体的宏观力学特性以及土石混合体边坡在降雨作用下的失稳破坏机理，为研究土石混合体边坡破坏提供新思路。1颗粒流基本假设及模拟分析步骤作为离散单元法中较为典型的一种分析方法，颗粒流法是通过模拟颗粒的运动以及颗粒之间相互作用来研究颗粒集合体的力学行为，在此过程中，通过颗粒流法把物体分成具有代表性的有限个颗粒单元，之后进行非连续介质的运动及其相互作用的模拟，该方法可用于复杂变形问题的反映[2]。2模型建立及参数选取为了精细模拟块石形状对土石混合体边坡的影响，采用Zscanner800手持便携式高精度三维激光扫描仪，通过多角度变化的方式进行扫描，最终实现对块石形状的精细重构，其扫描精度为0.04mm[3]。对扫描后的点云数据经过软件除躁、去除体外孤点等方式，再统一进行简化、封装，对存在的孔洞进行必要的填补，通过clump单元实现了对不规则块石形状的精细模拟，最终构建出最为真实的三维块石模型，具体块石图片如图1所示。图1块石形态示意图PFC3D软件对于简单的模型主要通过命令来搭建，对于较为复杂的模型还可以直接导入外部图形数据建立，比如将CAD中的地形图导入ABAQUS、ANSYS、犀牛划分网格的软件生成实体再导入PFC软件中。本文将通过三维建模软件的方式建立试验模型[4]。首先在PF...
