公众 号 文章的自我聚合: 岩桥(Rock Bridge/Step-Path)

微 信 公 众 号自带的搜索关键词功能在分词上有些问题, 比如搜索"美国", 可能搜索出"美国属于北美洲",也可能搜索出"美丽的国家", 显然后者不是我们想要的. 当公 众 号发展到上千篇文章时, 搜索结果会有很大的冗余, 一条一条地过滤很麻烦. 下图所示的是"软岩"的部分搜索结果.

另一方面, 微 信 公 众 号这样的搜索结果只能看, 不能把相关的文章聚合在一起保存下来. 因此需要一些转换克服上述提及的这两个缺点. 于是, 花了几个小时把目前公 众 号的所有文章转化为pdf文档, 涉及岩土工程的大约有260篇.

2 试验

以"岩桥", "rock bridge", "step-path" 作为关键词进行聚类, 得到的结果分别如下: 

(1) 岩桥

(2) rock bridge

(3) step-path

然后聚合出含有这些关键词的句子, 下面所示的是聚合出的部分相关参考文献. 显而易见,从自身发展公 众 号的角度来看, 这种方法比微 信 公 众 号自带的搜索功能要好得多.

[1] Camones, L. A. M., et al. (2013). "Application of the discrete element method for modeling of rock crack propagation and coalescence in the step-path failure mechanism." Engineering Geology 153: 80-94.

[2] Scholtes, L. and F. V. Donze (2015). "A DEM analysis of step-path failure in jointed rock slopes." Comptes Rendus Mecanique 343(2): 155-165.

[3] Yan, M., et al. (2007) Step-path Characterization In Rock Slopes: An Integrated Digital Imaging- Numerical Modeling Approach. 11th Congress of the International Society for Rock Mechanics: 4.

[4] Zhou, X. P. and J. W. Chen (2019). "Extended finite element simulation of step-path brittle failure in rock slopes with non-persistent en-echelon joints." Engineering Geology 250: 65-88.

[5] Elmoa, D., et al. (2018). "Challenges in the characterisation of intact rock bridges in rock slopes." Engineering Geology 245: 81-96.

[6] Dershowitz, W. S., Finnila, A., Rogers, S., Hamdi, P., & Moffitt, K. M. (2017). Step Path Rock Bridge Percentage for Analysis of Slope Stability. American Rock Mechanics Association. 51st US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium 2017 (pdf)

[7] Tuckey, Z., D. Stead, M. Havaej, F. Gao, and M. Sturzenegger. (2012) 鈥淭owards an Integrated Field Mapping-Numerical Modelling Approach for Characterising Discontinuity Persistence and Intact Rock Bridges in Large Open Pits,in GeoManitoba, Building on the Past (Proceedings, 65th Canadian Geotechnical Conference, Winnipeg, September 30October 3, 2012), Paper 182. Toronto: Canadian Geotechnical Society.

[8] Tuckey, Z. (2012) An Integrated Field Mapping-Numerical Modelling Approach to Characterising Discontinuity Persistence and Intact Rock Bridges in Large Open Pit Slopes. MS Thesis, Simon Fraser University.

[9] Spreafico, M. C., et al. (2017). "Intact rock bridge breakage and rock mass fragmentation upon failure: quantification using remote sensing techniques." Photogrammetric Record 32(160): 513-536.

[10] Jennings, J.E. 1970. A mathematical theory for the calculation of the stability of slopes in open cast mines. In Van Rensburg (Ed.), Planning Open Pit Mines, Proceedings, Johannesburg. A.A. Balkema, Cape Town, pp. 87-102.] 

[11] Wang, C., Tannant, D. D. and Lilly, P. A. (2003): Numerical analysis of the stability heavily jointed rock slopes using PFC2D, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 40(3), 415-424. 

3 岩桥百分比计算

岩桥百分比计算是研究工程岩体脆性断裂的一个基本步骤. 阶梯路径("En-echelon")边坡破坏是由断裂面上的滑动和这些断裂之间岩桥的拉伸破坏共同形成的。不过岩桥的比例一直是一个难以界定的属性。过去的研究一直是基于纯粹几何假设的, 例如Call & Nicholas(1978)，Einstein等人(1983)和Baczynski(2000), 在一些极限平衡软件，例如Slope/W和Slide中，可以利用Block算法搜索岩石的破坏路径(使用BLOCK算法搜索边坡的最小滑动面)。这些方法在很大程度上依赖于高度理想化的断裂模式，而这些断裂模式并不完全基于潜在的断裂网络属性，这可能会导致一个有代表性的岩桥评估，但它们远不是一个真正的概率评估。

Dershowitz等人(2017) 引入了一种新的破坏路径搜索算法来估计岩桥，该算法通过二维离散断裂网络断面模型识别潜在的破坏途径，从而确定最低 "成本 "的路径。该方法利用了一种基于规则的算法，允许用户定义的权重在距离和方向上同时分配给断裂和岩桥，并通过优化函数找到权重最低的路径，从而确定通过这些网络的岩桥百分比。该方法对断裂方向、长度尺度或间距变化没有限制，还能区分剪切力下破坏的岩桥和拉力下破坏的岩桥。该模型更真实地表示了断裂的空间形态，具有真实的断裂尺寸、强度变化和方向。可以对多个坡面进行分析，提供岩桥百分比和边坡稳定性的概率评估。

Dershowitz等人(2017) 岩桥百分比计算方法的基本思路是在FracMan中产生3D-DFN, 然后切剖面简化为2D-DFN, 通过计算路径节点的切向应力和法向应力, 建立目标函数寻找最小断裂路径, 从而计算岩桥百分比. 顺便提一下, 从近期发表的论文和会议演讲来看, Golder正试图把FracMan---一个纯粹的DFN生成软件逐渐演化成一个稳定性分析软件, 这有可能是未来Itasca和Rocscience潜在的竞争对手. (数据文件: rock bridge percentage.txt)

4 参考文献

[1] Rogers, S., P. Hamdi, K. Moffitt and W. Dershowitz (2018) DFN based analysis of step path failure pathways for improved slope stability analysis. Proceedings of the 2018 International Symposium on Slope Stability in Open Pit Mining and Civil Engineering, BCO Congresos, Barcelona. (pdf)

[2] Dershowitz, W. S., Finnila, A., Rogers, S., Hamdi, P., & Moffitt, K. M. (2017). Step Path Rock Bridge Percentage for Analysis of Slope Stability. American Rock Mechanics Association. 51st US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium 2017 (pdf)

[3] Valerio M. et al. (2020). Discrete fracture network based approaches to assessing inter-ramp design. Slope Stability 2020, PM Dight (ed.) pp.1017-1030. (pdf)

相关文章，在仿真秀官网搜索：

岩石破坏路径的搜索算法

岩桥(Rock Bridge/Step-Path Failure)文献聚合

离散断裂网络DFN---从流体到固体的模拟

一个阶段性的小结: 离散断裂网络DFN

离散断裂网络(DFN)[P5]: FLAC3D中的DFN