本帖最后由 amyeureka 于 2017-10-24 17:24 编辑
Slide3 边坡工程应用解决方案
一款采用三维极限平衡法计算边坡稳定性的工程设计软件
简介
Slide3是Rocscience公司于2017年为土木工程师测算复杂地表的安全系数（Factor of Safety） 而量身定制的采用三维极限平衡算法计算边坡稳定性的新工具。Slide3模块是Rocscience公司在工程领域多年经验积累的产品，可模拟其他二维计算模型中是无法全面模拟的复杂模型，快速计算诸如山崩、MSE挡土墙、土钉等复杂地情的安全系数，且无需额外添加材料参数。Slide3可为各个领域提供岩土力学的参考数据。
图1 挖掘出的边坡模型
1. 几何模型导入
Slide3的三维模型是在RS3（V2.0）上的3D有限元模块的基础上建立的。如果使用者已经很熟悉RS3的建模 ，那么使用者可以用相同的方法在Slide3上进行三维建模。由于矿藏、边坡的几何模型常常以其他已有的文件形式流通 ，所以Slide3也可通过文件导入的形式三维建模（支持诸如dxf、dwg、obj、stl、step、igs、xyz等大部分3D模型通用格式。文件导入功能可通过几何（Geometry）>导入（Import）实现（如下图2）。
图2 几何模型的文件导入选项界面
2. 钻孔几何（Geometryfrom Boreholes）
在下面的案例中（图3），基层地质的软弱土层已经通过五个地钻位置进行插值补正。L型堤坝通过拉升二维剖面的方式加于地基之上。最后使用检索法检测到全局最小面在堤坝穿过软弱图层的那一侧。
图3 建立在若土层上的堤坝
3. 地下水（Groundwater）
地下水孔隙水压力在Slide3中可通过以下方式进行定义：
水位信息（地下水位或者水压线） 孔隙水压力网 Ru系数
当地下水位定义在地面之上时，积水将会自动载入计算中。
图4 在地表之上的地下水位将会自动创建积水层
RS3中有限元分析模块中计算出的孔隙水压力网可导入到Slide3中。在下列模型中，通过RS3建立地下水渗流瞬态有限元分析，然后将算出的孔隙水压力以网格形式从RS3中导出，再导入Slide3中进行边坡稳定性计算。
图5 孔隙水压力网从RS3有限元分析模块中导入到Slide3中的峡谷堤坝模型中
图6 下游中的关键滑移面
4. 水位骤降分析（Rapid DrawdownAnalysis）
水位骤降分析功能可在Slide3中实现。在地下水的高级设定中（Advanced Goundwater），使用者可选择4种不同的水位骤降法。安全系数的计算是基于初始地下水位以及部分水位骤降模型的基础之上实现的。
图7 黏土心坝墙的水位骤降全模拟模型
5. 材料模型（Material Models）
Slide3中提供了多种不同的岩土体 模型，包括摩尔库伦模型（Mohr-Coulomb）、不排水系统模型（Undrained）、各向异性模型（Anisotropic）、广义胡克布朗模型（Generalized Hoek-Brown）等等多达15种材料本构模型 。
6. 支护（Support）
Slide3可提供以下支护类型：
锚杆 土工布 注浆型锚杆 阻力式注浆锚杆 微桩 土钉 自定义支撑结构
Slide3的支护结构可应用于三维中的任意方向，且可作为单独的锚钉或者以阵列的形式来加载。方向选项可选择包括垂直、倾向/倾伏角或者向量。
图8 附带高量载荷的土钉阵列作用于挡土墙上
以下模型中展示了用土钉固定的破坏面。计算结果中只展示了通过破坏面的土钉，未通过破坏面的土钉被视为不提供任何支撑力而不会显示 。
图9 破坏面中的土钉
7. 载荷（Loading）
Slide3的载荷方式有：
载荷可以作用于三维中的任意方向或者任意方位。在下列案例中，通过添加载荷（Add Load）中的映射多段线选项（Imprint Polyline）来添加放置于边顶附近 的垂直建筑载荷。载荷的作用效果 可以在临界滑移面的基础正应力云图中看出。
图10 边坡顶部附近的局部超载效果
8. 检索方法（Search Methods）
Slide3中的临界滑移面 检索方法是一个高度自动化的功能，用户只需少量的输入。初始的试算滑移面可以通过球面（Spheres）或者椭圆体（Ellipsoids）生成；然后，表面变更功能将会继续优化检索一个安全系数更低的破坏面。三维失稳方向 会在分析过程中自动判断 ，如非必要，使用者不需特定的去定义失稳方向 。
图11 双平面非对称模型的3D临界滑移面
图12 滑移面以及检索方法的操作界面
通过测绘如下图13所示的无限强度（Infinite Strength）材料区域，或者通过滑移面选项对话框中的混合滑移面 选项（Composite Surface）可以使滑移面更加吻合基岩的形状。
图13 基岩上的滑移面二维成像图（无限硬度的材料）
9. 数据查看（Data Interpretation）
数据查看选项包括:
图14 列表数据查看器界面
在图15中，Slide3对一个大型垃圾场进行稳定性分析并给出分析结果。这个案例使用了软弱层选项对主平面滑坡进行建模。
图15 使用弱层面选项对垃圾场的稳定性分析
10. 从Slide中导入数据
通过Slide建立的2D边坡模型可以导入Slide3中。导入之后的2D模型将会自动转换成等效的3D模型。使用者也可以对3D模型和2D模型的结果来对比3D滑移面和2D滑移面的差别。通常来说，3D分析会给出更高的安全系数，当然也不排除个别模型的差异。
11. 导入至Slide
使用者不仅可以 从Slide中导入模型到Slide3，同时也可以从Slide3中导出模型到Slide中做2D分析。
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发表于 2017-10-24 15:50:53
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