在矿山开采,交通运输和水利水电等建设工程中,大量存在着节理岩体边坡,其稳定性对工程实施有至关重要的影响。节理岩体边坡的稳定性跟边坡中的不连续面的关系密切,如节理、裂隙、断层以及软弱夹层等,这些结构面纵横切割,使得岩体的性质与完整岩石大相径庭,因此,必须对节理岩体边坡的变形破坏机制和稳定性分析作深入的研究。 块体理论作为分析节理岩体边坡的重要方法,已经在工程界得到广泛的应用。随着研究的深入,其理论和方法也不断的发展和拓宽。本文在工程地质调查的基础上使用块体理论,并结合概率模型,正交敏感性分析,可靠度计算和数值模拟建立了节理岩体边坡稳定性分析的计算方法,并应用于南京北极阁风貌区岩体边坡的稳定评价,研究成果具有较大的理论和实用价值。本文的主要成果如下: (1)结合南京北极阁岩体边坡的具体工程情况,采用块体理论确定其开挖面上的关键块体,对于找出的关键块体计算其节理交切概率和裂隙锥不稳定参数,从而得到失稳概率P(B),用失稳概率评价关键块体的破坏可能性,确定较易失稳的关键块体即危险块体。 (2)利用正交试验设计,对于失稳概率较高的危险块体进行影响因素的敏感性分析,将不同因素的敏感性分级排列,对影响效果显著的因素给予重视。 (3)对确定的危险块体,采用蒙特卡罗法,全面考虑结构面几何参数和力学强度的随机性,计算不同大小块体的破坏概率,并拟合破坏概率与分界边长的函数关系。将节理迹长的分布用于分析块体的形成机率,计算不同大小块体的形成概率,得出块体形成概率的密度函数。对块体大小进行分区,计算不同区间的块体破坏概率和形成概率,得到联合概率分布,来评价不同区间块体的稳定性,从而确定最易产生破坏的块体区间,为工程设计提供依据。 (4)运用FLAC-3D模拟边坡开挖过程中的应力应变关系,讨论开挖卸载后软弱层和断层带形成的块体对边坡稳定的影响,从位移,应力场和系统不平衡力等方面来研究边坡的块体稳定性,充实了块体理论研究关键块体的不足,更全面的深入的对边坡稳定性进行分析和评价。