不可能，这时采用基于均匀化思想的节理岩体复合模型，为节理密集时的数值分析提供了方便。其基本思想是将存在大量节理的岩体等效为一种宏观复合材料，这包括给出了单向节理岩体的复合本构模型，进行了实验验证，建立节理岩体的本构方程，进行了有限元仿真分析，计及了节理岩体宽度、刚度及走向等对岩体结构力学特性的影响，或运用物理模拟实验和数值方法对节理岩体的破坏机理损伤演化方程等展开了多方面的研究。目前这方面的研究成果很多，但形成理论体系得到公认并在实际工程中应用的还不多，仍需进一步深入细致地研究，以建立更科学实用的节理岩体本构模型。 5.2.2边坡稳定性分析方法
目前岩石边坡的稳定性分析方法中主要有两大类方法。第一类方法是在边坡滑面确定的情况下，根据滑裂面上的抗滑力和下滑力直接计算边坡安全系数。滑裂面上的力可以由滑体的静力平衡条件求解，这类方法包括极限平衡法、关键块理论等。第二类方法首先采用数值分析方法(如有限元、离散元、块体元和 DDA 等)确定边坡的位移场和应力场，再采用超载法、强度储备法等使边坡达到极限状态，从而间接地得到安全系数。这种方法不仅考虑了滑移体力的平衡，而且考虑了位移协调条件和岩体本构关系等。现将这几种主要岩石边坡稳定性分析方法概述如下。 （1）极限平衡法
目前许多边坡稳定分析方法都是建立在极限平衡理论之上，而且大都采用刚体极限平衡法，这些方法简单易行。其基本出发点是把岩块作为一个刚体，为方便计算作了一些假定，不考虑岩体的应力应变关系，因而这种建立在刚体极限平衡理论上的稳定分析方法无法考虑边坡的变形与应力分布。当然，国内外学者针对极限平衡法进行了大量的研究，如 H. Kumsar 等介绍了静力和动力荷载条件下楔体滑坡模型试验研究情况，在极限平衡分析方法中考虑了动力的作用，并且在严格的试验条件和实际工程中得到验证；杨松林针对传统竖直条分法和萨尔玛法应用于岩石边坡稳定性分析的缺点，提出了适用范围更广的广义条分法，广义条分法考虑了条块间分界面的应力变形关系，采用条块间分界面的应力变形本构关系代替传统的两类条分法对条块分界面上力的大小、方向或作用点的人为假定，这一做法更加符合岩土工程的实际情况，并采用优化搜索的方法给出了相对最危险的潜在滑动面及其安全系数；D.Stark等将二维极限平衡法推广到三维，使之更能反映实际边坡的状况；李冬田提出一种三维的岩石边坡极限平衡法，即应用岩石边坡多层DEM几何模型，参照简化 Bishop 法的假定，进行边坡稳定性分析的层分析方法，进而提出了抗滑系数谱的概念，以反映碎裂岩体稳定因素的不均匀性。 （2）数值计算方法
运用数值方法进行岩石边坡的稳定性分析有许多优点。由于岩石边坡工程所处的边界条件和地质环境一般比较复杂，加之岩体的不连续性、不均匀性、各向异性等特性，造成边坡工程问题十分复杂，而数值分析方法可以方便地处理这些问题。数值分析法可以根据岩体的破坏准则，确定边坡的塑性区、拉裂和压碎区，可以分析边坡渐进破坏过程和确定边坡起始破坏部位，可以得到岩石边坡的应力场、应变场和位移场，可以分析边坡工程的分步开挖、边坡岩体与加固结构的相互作用，可以考虑地下水渗流、爆破和地震等因素对边坡稳定性的影响等。此外，用离散单元法可以仿真边坡整体滑移过程，这对于预测边坡的破坏规模和方向具有重要意义。随着计算机技术的飞速发展，数值方法发展很快，在岩石边坡稳定性分析中正发挥着越来越重要的作用。
国内岩石力学与工程界在将数值方法应用于岩石边坡稳定分析方面进行了大量实践，取得了一系列重要成果。张永兴、阴可采用有限元模拟了三峡船闸开挖的情况；潘亨水结合具体工程实例，探索了强度储备法在岩石边坡中稳定性分析中的具体应用；寇小东应用显式有限差分法(F LAC— 3D)计算三峡船闸高边坡开挖过程的应力变形和稳定性；孙亚东采用当
前国际上发展的一种最新数值分析方法—非连续变形分析(DDA) ，结合一典型算例对该方法进行验证，对倾倒的破坏机理进行分析研究；冯子良等在三维弹塑性有限元计算基础上引入动态规划理论来分析复杂受力状态下岩体的总体稳定性，确定各个剖面的滑面形状，从而判断总体空间问题；栾茂田等提出了非连续变形计算力学模型 (DDCMM) 的基本原理，并将其应用于一个典型岩石边坡的稳定性分析。
另外，随着数值分析方法的不断发展，出现了不同数值分析方法的结合使用，如有限元、边界元、无限元、离散元与块体元等的相互结合；数值解与解析解的相互结合，这些方法的相互结合使用能充分发挥各自的特性，解决复杂的岩体边坡问题。如任清文等采用块体单元法进行边坡稳定性分析，此法兼有极限平衡法和有限元法的优点，既满足全部平衡条件，又在一定程度上考虑了材料的变形；张季如对边坡开挖作非线性有限元分析，获得边坡变形的大小和分布、塑性区的扩展状态、滑移面的形成、发展直至整体破坏的演变过程，并以此确定合理的滑移面位置，最后采用极限平衡法计算边坡的安全系数。
当前，有限元法已经成为最流行的数值计算方法之一，成为岩石边坡稳定性分析的主要计算工具，现在已经有许多常规标准的算法，并且开发了许多商业软件和专业程序。用有限元法分析边坡稳定性的步骤通常是首先计算出边坡内每一单元的应力，然后根据整个滑裂面的抗剪强度与实际产生的剪应力之比来求得安全系数。Duncan指出边坡安全系数可以定义为使边坡刚好达到临界破坏状态时，对岩土体剪切强度进行折减的程度，这种强度折减技术特别适合用有限元方法来实现。随着计算机技术的发展，尤其是岩土材料的弹塑性有限元计算技术的发展，出现了许多适合于岩土材料的大型通用有限元软件，其前后处理的功能越来越强大，为利用有限元进行边坡稳定性分析创造了条件。由于用折减系数等方法所计算的边坡安全系数的大小与所采用的屈服准则有关，而许多大型有限元程序 (如 ANSYS、MARK、PATRAN、DENG)只给出了广义米赛斯屈服准则，赵尚毅对几种常用的屈服准则进行了比较，导出了各种准则互相代换的关系。随着计算机和有限元技术发展，强度折减有限元方法正成为边坡稳定性分析研究的新趋势。
有限元法可以比较准确地分析岩石边坡中应力应变的分布，并根据强度准则计算安全系数。但是其应力应变一般是按未破坏时的边界条件算出来的，而实际上任何超过抗剪或抗拉强度的应力状态都是不能稳定的，一旦发生局部破坏应力将重新调整，边坡的安全系数也随之而改变。在弹塑性有限元分析中，虽然也考虑了超过强度后应力释放问题，但是认为边坡中破坏的不是面而是一个大的塑性区，这同边坡的实际破坏状态不符。为此，程谦恭根据岩石边坡实际地质模型，采用弹塑性与粘弹塑性理论的本构方程，通过有限元模拟分析，定量地揭示和模拟了高边坡岩体破裂、变形、破坏及失稳前后锁固段岩体渐进性破坏的机理和过程。王庚荪研究了边坡的渐进破坏过程，对边坡稳定性的影响提出了新的接触单元模型并用来模拟滑面上的接触摩擦状态，模拟边坡的渐进破坏过程和进行稳定性分析，计算表明，考虑渐进破坏所求得的稳定安全系数比常规的不考虑渐进破坏所求得的安全系数小5 %～10 %左右。
有限元法经历了从线性到非线性、弹性到弹塑性、平面到三维空间、静力到动力、均匀介质到多相介质、各向同性到各向异性的发展，也经历了从被认为是单纯的计算方法发展到作为一种数值实验的过程。经过几十年的发展，有限元法已经日臻完善，并在边坡稳定分析中广泛采用，但还有许多问题值得进一步研究，比如网格离散客观性差，在应力集中区，不同网格计算精度可能会相差很多；出现新的大裂缝或剪切带时，网格调整比较困难；边坡岩体本构模型的选择；大型三维有限元模型在高度非线性情况下的收敛问题等等。
6、总结
边坡稳定分析是经典土力学最早试图解决而至今仍未圆满解决的课题。经过一个多世纪
的发展，目前人们越来越认识到传统的地质历史分析法和极限平衡法存在着极大的局限性，边坡工程中广泛地存在着非连续、非线性、不确定性等，为了反映这些特性，解决工程问题，人们在边坡分析中采用了许多新方法和新理论。自Fellenius 于1927 年提出圆弧滑动法以来，至今已出现了数十种边坡稳定分析方法，其中有极限平衡法，极限分析法，有限元法等。从这些理论的研究应用来看，对于土质边坡，可以通过各种优化的方法搜索危险滑动面，但是对于岩质边坡，由于岩体中含有大量不同构造、产状和特性等不连续结构面，给岩质边坡分析带来了不便。随着计算机技术的发展，基于有限元的强度折减法在边坡稳定分析中的应用逐渐受到了重视，国内外很多学者对强度折减法进行了较为深人的研究，并在算例中取得了与极限平衡法相当的精度。有限元强度折减法与极限平衡法相比，它不需要任何假设，可以求得任意形状边坡的临界滑移面及其对应的安全系数，同时可以反映边坡失稳及塑性区的发展过程，已成功应用于许多工程实例，为岩土体边坡分析开辟了新的途径。
参考文献：
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