边坡稳定性分析---SLIDE3与SLOPE3D的比较

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1 引言

二维极限平衡稳定性分析是岩土工程实践常规的分析方法，随着计算技术的不断发展，三维极限平衡稳定性变得越来越流行起来，从而能够分析更复杂的几何形状以及更复杂的破坏机理。三维极限平衡分析与二维极限平衡分析的原理基本相同，通用的求解步骤如下: (1) 产生模型; (2) 分析设置; (3) 输入材料属性；(4) 设置搜索方法; (5) 分析模型; (6) 查看结果。

本文在相同的计算条件下，使用SLIDE3和SLOPE3D分析了一个露天矿边坡的稳定性，主要意图和结论如下：

(1) 比较SLIDE3和SLOPE3计算的最小安全系数和滑动面位置，显示计算结果对边坡稳定性评估的实践意义；

(2) 通过试验摸索出把SLIDE3几何模型快速导入到SLOPE3D的方法，这是经过反复测试得出的正确途径；

2 SLIDE3计算

(1) 产生模型。首先使用命令Geometry>Import/Export>Import Geometry...导入边坡表面文件(Open Pit Geometry.stl)，在导入stl文件后，需要进行后处理工作，找出和修正stl文件的缺陷(Find and Repair Defects)。

(2) 产生外部体积(create external volume)。需要把表面转变为具有边界的计算模型，其实就是把最低的表面向下拉伸，使用Geometry>Create External From Surface命令实现。当输入多个表面，例如层面或地下水位面时，一个附加的操作需要切割计算模型，这是一个布尔操作，把外部体积边界与材料表面边界相交形成计算模型，使用Geometry>3D Boolean>Divide All Geometry命令完成。本文为了简单起见，假设边坡仅有一种材料组成，因此不需要进行这一步操作。产生的几何模型如下图所示。