本项目开展了应用岩体边坡的坡表岩体节理数字图像扫描技术、坡体内部监测技术，基于随机结构面岩体特性建立空间模型，利用自行开发研制的分析系统，搜索出的关键块体；实现了随机结构面形成的块体参数标定、传统结构面测量、监测技术相结合，分析块体滑落过程及其力学机理。（1）利用自行开发研制的块体空间结构面动态表征方法，实现了岩体内部结构的三维表征；（2）建立了非连续岩体稳定性的块体滑落过程分析模型，开发出相应的数值模拟软件，并通过模拟室内块体模型试验的结果来进行数值方法的验证和相关参数标定；（3）基于边坡岩体三维表征信息进行岩体三维建模，并根据现场监测数据实时更新了模型，进行了可移动块体的快速搜索和块体滑落过程分析，模拟了工程扰动对边坡的响应特征，探讨了边坡岩体块体滑落演化规律，（4）提出了岩体非连续结构面贯通识别方法，进一步优化了随机结构面生成关键块体的识别，为研究岩体结构和工程扰动对边坡块体滑落分析提供新的途径。 基于项目在研期间的研究，公开发表期刊论文（已发表和接受）的论文有23篇，其中有3 篇SCI收录期刊,另1篇SCI正在出版中，9篇已被EI 收录，2篇ISTP收录。申请发表专利11项（其中关联3项），实用新型专利3项（其中关联1项）、软件著作权1项，截至目前，申请发表专利中授权5项；实审6项。已有9名硕士研究生和1名博士研究生毕业，目前有4名硕士研究生和2名博士研究生在读参与该项目的研究工作。相关成果的应用已经获得“公路工程科技创新成果三等奖”（山区高速公路施工期边坡失稳灾害监测预警技术及应用研究，中国公路建设行业协会，2015年7月31日）。 2100433B

本项目在前期研究工作基础上，应用岩体边坡坡表岩体节理数字图像扫描技术、坡体内部微震监测技术，基于随机结构面岩体特性建立空间模型，利用自行开发研制的分析系统，搜索出的关键块体，并与块体参数标定、传统结构面测量、微震监测技术相结合，分析块体滑落过程及其力学机理。首先利用自行开发研制的块体空间结构面动态表征方法，完善岩体内部结构的三维表征；其次建立非连续岩体稳定性的块体滑落过程分析模型，开发数值模拟软件，并通过模拟室内块体模型试验的结果来进行数值方法的验证和相关参数标定；最后基于边坡岩体三维表征信息进行岩体三维建模，并根据现场监测数据实时更新模型，进行可移动块体的快速搜索和块体滑落过程分析，模拟工程扰动对边坡的响应特征，探讨边坡岩体块体滑落演化规律，为研究岩体结构和工程扰动对边坡稳定性的影响提供新的分析方法。该方法实现边坡稳定性动态分析预测，具有重大的经济效益和社会效益。

节理岩体的力学响应特性成为影响岩石地下工程安全稳定性的至关重要问题。岩体中节理裂隙分布的随机性、岩体力学强度参数及所遭受的外界荷载的不确定性等使得地下工程不可避免地存在风险，对不确定性因素造成的风险越加受到人们的重视。本课题运用随机力学理论，考虑节理岩体节理裂隙分布、岩体力学参数及外来荷载的随机性，研究节理岩体的随机力学响应问题，并用地质代表单元体的力学特性以随机分析法研究典型的大型地下洞室工程的安全稳定性，揭示典型地下洞室工程在随机因素作用下的失效破坏模式，并对洞室风险的时空响应问题进行探索，进行相应的洞室工程风险分级机制的研究，提出应对风险的措施。并拟开展一定的节理岩体单元体的块体模型试验，并与数值分析做对比。通过以上关键科学问题的研究，为节理岩体地下洞室工程的设计施工方案和参数的选取、支护加固措施的选择以及风险应对措施的制定提供科学有效的依据，推动岩石力学随机分析领域的研究和发展。

在自然状态下，这些空间块体处干静力平衡状态。当进行边坡、地基以及地下洞室的人工开挖，或对岩体施加新的荷载后。使暴露在临空面，上的某些块体失去原始的静力平衡状态，因而造成某些块体首先沿结构面滑移、失稳，进而产生连锁反应，造成整个岩体工程的破坏。由于结构面相对薄弱，一般会首先破坏，块体理论就是基于岩体的这一破坏特点，于20世纪80年代发展并完善起来的一种岩体工程稳定分析方法。它根据岩块的拓扑结构研究其有限性和可动性，再由可动岩块的静力平衡条件找出关键岩块，评价其稳定性 。

本项目按计划完成了四部分内容， （1）开展了类岩石的含多裂隙岩块的抗压试验。试块中分别制作了多条贯通节理。求得随节理条数增加试件强度下降的曲线。在内置三维裂隙的试验中，配制成功了透明性很好的脆性度比前人大幅提高的新型树脂类材料，并创制了试件内可设置中空裂隙，且其中可注入有压水的工艺技术。成功地开展了试验，超出国内外前人的水平。 （2）基于其他学者的理论研究基础，考虑节理裂隙的隙宽，应用蒙特卡洛方法编制了可视化二维和三维随机节理裂隙网络模拟生成程序，并将模拟产生的随机节理裂隙导入到数值软件中建立相关数值模型。实现节理裂隙研究几何形态随机分析及展示。 （3）用数值分析模拟裂隙扩展，运用DDARF、Marc等软件分析了多裂隙试件受压后的力学效应，其中还研究裂隙组具有不同倾角等多因素的影响。在FLAC-3D软件基础上开发了新的弹脆性本构模型并采用超细单元划分法。成功地模拟了裂隙扩展过程，比前人成果好很多。还成功模拟了裂隙中有压水时裂隙扩展的工况。此外还对DDA和DDARF分析法的功能做了扩充和改进。比如划分单元可以采用多元尺度法等。这也是一个重要的进展。并研究了锚杆加固裂隙体的效应等。 （4）研究随机节理岩体地下洞室及边坡稳定性，考虑岩体内节理分布的随机性及围岩力学参数的随机性对工程稳定性的影响。并将研究成果应用于泰山抽水蓄能电站的具体工程中。 依托该基金共发表了12篇科学论文，其中8篇为SCI和EI收录6篇，获得国家发明专利1项。 2100433B