裂隙岩体的稳定性分析方法、装置、终端及存储介质

1.本发明涉及岩体工程技术领域，尤其涉及一种裂隙岩体的稳定性分析方法、装置、终端及存储介质。


背景技术：

2.岩体是由结构面和结构体组成的具有不连续性、非均质性和各向异性，且赋存于一定地质环境中的地质体。因地质构造作用，岩体中存在着诸如材料界面、断层、软弱夹层、节理等多种类型的不连续结构面，在岩石水力学中，这些不连续结构面统称为裂隙。
3.目前，关于岩体稳定性的理论分析方法主要有两类：一类是连续介质分析方法，如有限元法、有限差分法、边界元法；另一类是非连续介质分析方法，如离散元法、块体理论、不连续变形分析方法和数值流形法。对于裂隙岩体，通常采用不连续变形分析方法中的关键块体理论，对裂隙岩体的稳定性进行分析。
4.然而，现有的对关键块体理论的研究，通常考虑重力、锚杆力因素，并未充分考虑裂隙渗流对裂隙岩体稳定性的影响，导致对裂隙岩体的稳定性分析的效果较差。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种裂隙岩体的稳定性分析方法、装置、终端及存储介质，以解决现有技术中对裂隙岩体的稳定性分析的效果较差的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种裂隙岩体的稳定性分析方法，包括：
7.查找目标裂隙岩体中所有的可动块体；
8.计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力；其中，目标可动块体为所有的可动块体中的任意一个可动块体；
9.根据目标可动块体的重力和每个裂隙面的渗流力，计算目标可动块体受到的主动力合力；
10.根据每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算每个裂隙面的水弱化粘聚力；
11.根据主动力合力、每个裂隙面的水弱化粘聚力以及目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算目标可动块体的安全系数；
12.根据目标可动块体的安全系数，生成目标裂隙岩体的稳定性分析结果。
13.第二方面，本发明实施例提供了一种裂隙岩体的稳定性分析装置，包括：
14.查找模块，用于查找目标裂隙岩体中所有的可动块体；
15.第一计算模块，用于计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力；其中，所述目标可动块体为所述所有的可动块体中的任意一个可动块体；
16.第二计算模块，用于根据所述目标可动块体的重力和所述每个裂隙面的渗流力，计算所述目标可动块体受到的主动力合力；
17.第三计算模块，用于根据所述每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱
化率，计算所述每个裂隙面的水弱化粘聚力；
18.第四计算模块，用于根据所述主动力合力、所述每个裂隙面的水弱化粘聚力以及所述目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算所述目标可动块体的安全系数；
19.分析模块，用于根据所述目标可动块体的安全系数，生成所述目标裂隙岩体的稳定性分析结果。
20.第三方面，本发明实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的裂隙岩体的稳定性分析方法的步骤。
21.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的裂隙岩体的稳定性分析方法的步骤。
22.本发明实施例提供一种裂隙岩体的稳定性分析方法、装置、终端及存储介质，首先查找目标裂隙岩体中所有的可动块体，然后计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力，接着根据所述目标可动块体的重力和所述每个裂隙面的渗流力，计算所述目标可动块体受到的主动力合力，之后，根据所述每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算所述每个裂隙面的水弱化粘聚力，再后，根据所述主动力合力、所述每个裂隙面的水弱化粘聚力以及所述目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算所述目标可动块体的安全系数。最后，根据所述目标可动块体的安全系数，生成所述目标裂隙岩体的稳定性分析结果。由于本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析方法，精细化考虑了裂隙岩体中流体的渗流力以及流体对结构面的弱化影响，因此得到的裂隙岩体的稳定性分析结果不仅更加全面，而且也更加准确，具有更好的分析效果。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析方法的实现流程图；
25.图2是本发明实施例提供的三维离散裂隙网络模型示意图；
26.图3是本发明实施例提供的裂隙管道网络的等效示意图；
27.图4是本发明实施例提供的渗流合力的计算过程示意图；
28.图5是本发明实施例提供的对图2中三维离散裂隙网络模型施加水压分布的边界条件的示意图；
29.图6是本发明实施例提供的滑动模式示意图；
30.图7是本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析装置的结构示意图；
31.图8是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
32.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
34.如相关技术所描述的，现有的用于对裂隙岩体的稳定性进行分析的关键块体理论，通常考虑重力、锚杆力因素，并未充分考虑裂隙渗流对裂隙岩体稳定性的影响，导致对裂隙岩体的稳定性分析的效果较差，如分析结果不够全面，分析结果不够准确。
35.为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种裂隙岩体的稳定性分析方法、装置、终端及存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的裂隙岩体的稳定性分析方法进行介绍。
36.申请人发现，岩体裂隙中的流体不仅会产生渗透力，还会降低结构面的强度，二者共同作用，致使边坡失稳、隧道塌方等事故频发。因此，在分析裂隙岩体的稳定性时，需要考虑渗流作用对裂隙岩体的稳定性影响。为此，在考虑渗流对结构面影响的基础上，提供一种裂隙岩体的稳定性分析方法。
37.裂隙岩体的稳定性分析方法的执行主体，可以是裂隙岩体的稳定性分析装置，该装置可以是具备数据处理能力的终端，例如服务器、网络附属存储器(network attached storage，nas)或者个人计算机(personal computer，pc)等终端设备，本发明实施例不作具体限定。
38.图1为本发明实施例提供的一种裂隙岩体的稳定性分析方法的实现流程图，详述如下：
39.步骤101，查找目标裂隙岩体中所有的可动块体。
40.在一些实施例中，目标裂隙岩体可以是任意一个地区的岩质边坡。可动块体，是指潜在的关键块体，即具备成为关键块体可能性的块体。
41.可选的，步骤101的具体处理可以如下：获取目标裂隙岩体的三维离散裂隙网络模型以及裂隙面信息；根据裂隙面信息切割三维离散裂隙网络模型，得到目标裂隙岩体的多个块体；对多个块体进行有限性和可动性分析，确定多个块体中所有的可动块体。
42.在一些实施例中，可以先调研目标裂隙岩体的工程背景，然后利用蒙特卡罗法随机生成裂隙面的参数，建立目标裂隙岩体的三维离散裂隙网络模型，接着可以根据裂隙面参数等裂隙面信息，对该三维离散裂隙网络模型进行块体切割，以得到目标裂隙岩体的多个块体。最后，基于现有的关键块体理论，对目标裂隙岩体的多个块体进行有限性和可动性分析，以目标裂隙岩体的坡面为开挖面，确定所有的可动块体，并记录编号、体积等信息。
43.以某岩质边坡为例，该岩质边坡高80m，分上下两阶，其中，上阶边坡宽30m，高20m，下阶边坡宽30m，高60m。假设裂隙面中心点位置与产状均为均匀分布，利用蒙特卡罗法随机生成46条裂隙面，则可以建立该岩质边坡的三维离散裂隙网络模型，之后，再根据裂隙面信息对该三维离散裂隙网络模型进行块体切割，如图2所示。
44.步骤102，计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力。
45.对于裂隙岩体，流体流动通常发生在渗透率较大的岩体裂隙中，因此，可以忽略岩体基质本身的渗透性，建立只考虑岩体裂隙渗流的裂隙岩体模型，即离散裂隙网络模型，然后基于该离散裂隙网络模型，求解出渗流力。具体的，离散裂隙网络模型的基本原理是以各裂隙及裂隙交叉点结点处的流体质量平衡原理为基础，建立控制方程，并将裂隙渗流的运动方程带入，从而获得关于渗透压力或水头的矩阵方程，最后赋以合适的初始条件和边界条件即可求解出相应的渗流压力。
46.在一些实施例中，目标可动块体可以是所有的可动块体中的任意一个可动块体。可以按照下述对目标可动块体的处理过程，对所有的可动块体进行相应的处理，即可完成对目标裂隙岩体的稳定性分析。
47.可选的，步骤102的具体处理可以如下：将目标裂隙面等效为二维平面，将目标裂隙面中的裂隙等效为流体通过的一维虚拟管道；其中，目标裂隙面为目标可动块体的任意一个裂隙面；根据二维平面的面积以及每个一维虚拟管道的渗流压力，计算目标裂隙面的渗流力。
48.在一些实施例中，对于三维裂隙岩体，其裂隙面可表示为一定厚度的二维平面，对于岩体裂隙和岩体基质，可以将其等效为一维虚拟管道，并假设流体在虚拟的管道中流动，如图3所示，示出了一种裂隙管道网络的等效示意图，其中，图3中的(a)部分所示为目标裂隙岩体中的离散裂隙网络，以及裂隙网络的网格划分图。为适应复杂的边界，采用非结构化网格形式，即图3中的(b)部分所示的裂隙面网络图。如此，可以基于流量相等的原则把流体在裂隙中的流动等效为在管网中流动。以图3中(c)部分所示的三角形单元为例，可以把流体在区域oiaj与区域ombi之间的流动等效为流体在管道p
ab
中的流动，在区域ombi与区域ojcm之间的流动等效为流体在管道p
bc
中的流动，在区域ojcm与区域oiaj之间的流动等效为流体在管道p
ca
中的流动，即上述三角形单元的三条边ab、bc和ca为等效后的渗流管道，即图3中(d)部分所示的q
ab
、q
bc
和q
ca
。
49.需要说明的是，在上述等效过程中，渗透系数的等效处理(可称为等效渗透系数)是其关键内容，这里给出一种等效渗透率系数的计算方式，其可以根据相同压力条件下，流量相等的原则推导得出，下面给出其推导过程：
50.以裂隙管道p
ab
的等效实现方法为例，假设流体从区域oiaj流向区域ombi的流量为q
oi
，流经的横截面为oi，流体的流速假设为v，则可通过如下公式计算得到流量q
oi
：
[0051][0052]
上式中流体的流速v＝[v
x
,vy]，n
oi
为中垂线oi的法向矢量，可通过如下公式得到：
[0053][0054]
上式中，xa，xb和ya，yb分别为管p
ab
的两个端点坐标位置。
[0055]
假设已知节点处的压力，分别记为pa，pb和pc，根据有限元法相关理论，单元内任意一点的压力p(x,y)可以通过形函数插值得到，具体计算公式为：
[0056]
p(x，y)＝napa nbpb ncpcꢀꢀ
(a3)
[0057]
上式中，n表示三角形单元的形函数，下面采用线性形函数，根据有限元法的相关理论，三角形单元的线性形函数为：
[0058][0059]
根据公式(a3)和(a4)即可得在三角形单元中任意一点的压力梯度：
[0060][0061]
上式中，ea，eb，ec和fa，fb，fc为几何相关系数，分别为：
[0062][0063]
根据达西定律，公式(a1)可进一步表示为：
[0064][0065]
对于二维各向同性岩体基质，渗透张量k可表示为标量形式k，再结合公式(a7)即可得到：
[0066][0067]
进而可得到流量q
oi
为：
[0068][0069]
这样就实现了管道p
ab
的等效，等效后的管道中的流体q
ab
与基质中的流量q
oi
相等，即:
[0070][0071]
由此可得，基质管道p
ab
，p
bc
，p
ca
的等效渗透系数分别为：
[0072][0073][0074][0075]
接下来，对求解渗流压力的具体过程进行介绍。
[0076]
假设流体的流动状态为稳定渗流，流体运动方程符合达西渗流规律，岩体裂隙为各向同性的均匀介质。对于稳态渗流，其渗流控制方程形式如下所示：
[0077][0078]
上式中，ρ表示流体的密度，v表示流体速度矢量，q表示源汇项。
[0079]
对于只考虑岩体裂隙中的渗流，目前应用最广泛的流体运动方程是立方定律，它是在单裂隙为平行板模型且流体不可压缩的假设下，通过流体运动方程(navier-stokes方程)推导而得，方程形式如下：
[0080][0081]
上式中，q表示流体的流量，μ表示流体的动力粘滞系数，p表示流体的压力，g为竖
直方向的重力常数，z为重力方向坐标轴，bh表示裂隙的水力隙宽，k表示岩体裂隙的渗透系数，其值根据流量，可知流体的流速为：
[0082][0083]
接下来，再将方程(3)带入方程(1)即可得到稳态条件下，以压力形式表示的岩体裂隙渗流控制方程，辅之以合适的边界条件和初始条件，即可求解相应的渗流压力。
[0084]
由上述推导过程已知，二维平面，其等效渗透率计算公式为：
[0085][0086][0087][0088]
上式中，k为岩体裂隙的渗透率，可依据立方定律推导，由公式(3)可得：
[0089][0090]
考虑裂隙的各向异性，将公式(5)依次代入到公式(4)中，即可得到三维裂隙岩体中，二维裂隙面的等效渗透率计算公式，分别为：
[0091][0092][0093][0094]
得到等效渗透系数之后，根据公式(2)便可计算出通过每个管道的等效流体流量，如下式所示：
[0095][0096][0097][0098]
以某一结点a为例，根据流量守恒，即可列出管道网络对应的渗流控制方程，如下式所示：
[0099][0100]
上式中，a表示结点编号，na表示与结点a相连的管道数量，qsa表示节点a的源/汇项。
[0101]
将公式(7)代入到公式(8)中，即可得到以压力表示的管道网络流量控制方程：
[0102][0103]
上述计算结果即为渗透压力。参见图4，在求解出三角单元ijm三点处渗流压力大小pi，pj，pm的基础上，可通过面积分将其转化为渗流合力p
ijm
，合力垂直于相应的裂隙面，并指向块体内部。具体计算公式为：
[0104][0105]
为了便于理解，下面以对图2所示的三维离散裂隙网络模型施加如图5所示的水压分布的边界条件为例，对渗透力的计算进行说明。具体的，边坡左侧作用有线性梯度水压力，边坡顶部水压力值为p
min
，底部水压力值p
max
＝p
min
γwh。边坡右侧有一20m高的流出水位，考虑重力对水流的影响。先求出边坡内管网单元处渗流压力大小，通过图4中面积分的方法，将其转化为块体各裂隙面渗流合力p。
[0106]
步骤103，根据目标可动块体的重力和每个裂隙面的渗流力，计算目标可动块体受到的主动力合力。
[0107]
在一些实施例中，目标可动块体受到的主动力合力的计算公式可以包括：
[0108][0109]
其中，为目标可动块体k受到的主动力合力，表示块体k自重，n为目标可动块体k包含的裂隙面数量，为裂隙面i的渗流力。
[0110]
如此，通过模拟三维裂隙岩体渗流，可以精确计算渗流力的大小，具有良好的计算精度与适用性。
[0111]
步骤104，根据每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算每个裂隙面的水弱化粘聚力。
[0112]
在一些实施例中，裂隙面的水弱化粘聚力，可以认为是结构面粘聚力，因此，可以使用裂隙面的水弱化粘聚力的弱化情况，来表征渗流对结构面的影响。
[0113]
具体的，可以根据水压耦合三轴压缩试验获取岩石工程结构面粘聚力的弱化规律。例如，针对锦屏一级高拱坝肩软岩和结构面试样，通过大量水岩耦合三轴压缩实验可以获得断层强度参数与渗透压力的关系曲线，并可以发现，渗透力对粘聚力的降低较为明显，对内摩擦系数影响较小，可忽略不计。根据前人研究成果，本发明不考虑渗流对结构面内摩擦系数f的影响，仅考虑渗流对结构面粘聚力c的弱化作用，α即为水压条件下结构面粘聚力的弱化率，可通过对上述试验所得的关系曲线进行一阶线性拟合求出。
[0114]
在一些实施例中，结构面粘聚力的弱化分两种情况，当渗流力小于粘聚力丧失临界水力压力时，粘聚力的弱化与渗透压力呈线性关系，当渗流力大于等于粘聚力丧失临界水力压力时，结构面粘聚力不再随渗透力发生变化，结构面粘聚力大小为0。
[0115]
在一些实施例中，裂隙面的水弱化粘聚力的计算公式可以包括：
[0116]cf
＝-αp c0,p《pc[0117]
其中，c0为裂隙面的初始粘聚力，p为裂隙面的渗流力，α为p对应的预设水弱化率，pc为粘聚力丧失临界水力压力。
[0118]
如此，可以通过裂隙面的水弱化粘聚力来表征渗流对结构面的影响。
[0119]
步骤105，根据主动力合力、每个裂隙面的水弱化粘聚力以及目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算目标可动块体的安全系数，
[0120]
具体的，块体的滑动模式包括自由脱落模式、单面滑动模式以及双面滑动模式。一般认为，当块体的滑动模式为自由脱落模式时，其安全系数大小为0。
[0121]
如图6所示，示出了不同滑动模式的滑动示意图。
[0122]
当下落块体的示意图如图6a所示时，如果满足以下条件时，则块体的各个结构面会脱离岩体，即自由脱落模式：
[0123][0124]
式中，s表示块体的运动方向，v
l
为结构面l上的指向块体内部的单位法线矢量。
[0125]
当下落块体的示意图如图6b所示时，如果满足以下条件时，则块体的各个结构面会脱离岩体，即单面滑动模式：
[0126][0127][0128]
式中，vi表示滑动面i上指向块体内部的单位法线矢量，r表示主动力合力，且此时l≠i。
[0129]
当下落块体的示意图如图6c所示时，如果满足以下条件时，则块体的各个结构面会脱离岩体，即双面滑动模式：
[0130][0131][0132][0133]
式中，si和sj分别为r在平面i，j上的投影，且此时l≠i≠j。
[0134]
在一些实施例中，当目标可动块体的滑动模式为单面滑动模式时，目标可动块体对应的预设安全系数计算公式可以包括：
[0135][0136]
其中，为目标可动块体对应的滑动面i的内摩擦角，为主动力合力在滑动面i上的法向分力，ci为滑动面i的水弱化粘聚力，ai为滑动面i的面积，为主动力合力沿滑动面i上的分力。
[0137]
在一些实施例中，当目标可动块体的滑动模式为双面滑动模式时，目标可动块体对应的预设安全系数计算公式可以包括：
[0138][0139]
其中，为目标可动块体对应的滑动面i的内摩擦角，为目标可动块体对应的滑动面j的内摩擦角，为主动力合力在滑动面i上的法向分力，为主动力合力在滑动面j上的法向分力，ci为滑动面i的水弱化粘聚力，cj为滑动面j的水弱化粘聚力，ai为滑动面i
的面积，aj为滑动面j的面积，为主动力合力沿滑动面i与滑动面j交线上的分力。
[0140]
如此，当计算出目标可动块体各面上的渗流力与水弱化粘聚力后，将其带入上述安全系数计算公式中，可以得到该目标可动块体的安全系数。
[0141]
步骤106，根据目标可动块体的安全系数，生成目标裂隙岩体的稳定性分析结果。
[0142]
具体的，在得到目标可动块体的安全系数后，可以根据该安全系数与相应阈值的大小关系，如临界安全系数，以确定该目标可动块体是否为关键块体，例如，目标可动块体的安全系数为1.6，临界安全系数为1.5，则目标可动块体不是关键块体。如此，可以按照上述对目标可动块体的处理过程，得到目标裂隙岩体所有的可动块体的安全系数，从而可以生成目标裂隙岩体的稳定性分析结果。
[0143]
值得一提的是，本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析方法，在考虑渗流力对裂隙岩体稳定性的基础上，进一步考虑了流体对裂隙强度的影响，将不同水压情况下裂隙强度弱化后的参数值(粘聚力)纳入块体的安全系数计算，全面地分析了渗流对裂隙岩体稳定性的影响。此外，本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析方法，还具有操作简单、计算准确高效、良好适用性等优点，能够为渗流作用下裂隙岩体的稳定性研究提供理论支持。
[0144]
在本发明实施例中，提供了一种考虑渗流对结构面影响的裂隙岩体的稳定性分析方法，首先查找目标裂隙岩体中所有的可动块体，然后计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力，接着根据所述目标可动块体的重力和所述每个裂隙面的渗流力，计算所述目标可动块体受到的主动力合力，之后，根据所述每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算所述每个裂隙面的水弱化粘聚力，再后，根据所述主动力合力、所述每个裂隙面的水弱化粘聚力以及所述目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算所述目标可动块体的安全系数。最后，根据所述目标可动块体的安全系数，生成所述目标裂隙岩体的稳定性分析结果。由于本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析方法，精细化考虑了裂隙岩体中流体的渗流力以及流体对结构面的弱化影响，因此得到的裂隙岩体的稳定性分析结果不仅更加全面，而且也更加准确，具有更好的分析效果。
[0145]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0146]
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
[0147]
图7示出了本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
[0148]
如图7所示，裂隙岩体的稳定性分析装置包括：
[0149]
查找模块701，用于查找目标裂隙岩体中所有的可动块体；
[0150]
第一计算模块702，用于计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力；其中，目标可动块体为所有的可动块体中的任意一个可动块体；
[0151]
第二计算模块703，用于根据目标可动块体的重力和每个裂隙面的渗流力，计算目标可动块体受到的主动力合力；
[0152]
第三计算模块704，用于根据每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算每个裂隙面的水弱化粘聚力；
[0153]
第四计算模块705，用于根据主动力合力、每个裂隙面的水弱化粘聚力以及目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算目标可动块体的安全系数；
[0154]
分析模块706，用于根据目标可动块体的安全系数，生成目标裂隙岩体的稳定性分析结果。
[0155]
在一种可能的实现方式中，查找模块701具体用于：
[0156]
获取目标裂隙岩体的三维离散裂隙网络模型以及裂隙面信息；
[0157]
根据裂隙面信息切割三维离散裂隙网络模型，得到目标裂隙岩体的多个块体；
[0158]
对多个块体进行有限性和可动性分析，确定多个块体中所有的可动块体。
[0159]
在一种可能的实现方式中，第一计算模块702具体用于：
[0160]
将目标裂隙面等效为二维平面，将目标裂隙面中的裂隙等效为流体通过的一维虚拟管道；其中，目标裂隙面为目标可动块体的任意一个裂隙面；
[0161]
根据二维平面的面积以及每个一维虚拟管道的渗流压力，计算目标裂隙面的渗流力。
[0162]
在一种可能的实现方式中，目标可动块体受到的主动力合力的计算公式，包括：
[0163][0164]
其中，为目标可动块体k受到的主动力合力，表示块体k自重，n为目标可动块体k包含的裂隙面数量，为裂隙面i的渗流力。
[0165]
在一种可能的实现方式中，裂隙面的水弱化粘聚力的计算公式，包括：
[0166]cf
＝-αp c0,p《pc[0167]
其中，c0为裂隙面的初始粘聚力，p为裂隙面的渗流力，α为p对应的预设水弱化率，pc为粘聚力丧失临界水力压力。
[0168]
在一种可能的实现方式中，当目标可动块体的滑动模式为单面滑动模式时，目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，包括：
[0169][0170]
其中，为目标可动块体对应的滑动面i的内摩擦角，为主动力合力在滑动面i上的法向分力，ci为滑动面i的水弱化粘聚力，ai为滑动面i的面积，为主动力合力沿滑动面i上的分力。
[0171]
在一种可能的实现方式中，当目标可动块体的滑动模式为双面滑动模式时，目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，包括：
[0172][0173]
其中，为目标可动块体对应的滑动面i的内摩擦角，为目标可动块体对应的滑
动面j的内摩擦角，为主动力合力在滑动面i上的法向分力，为主动力合力在滑动面j上的法向分力，ci为滑动面i的水弱化粘聚力，cj为滑动面j的水弱化粘聚力，ai为滑动面i的面积，aj为滑动面j的面积，为主动力合力沿滑动面i与滑动面j交线上的分力。
[0174]
在本发明实施例中，上述裂隙岩体的稳定性分析装置，首先查找目标裂隙岩体中所有的可动块体，然后计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力，接着根据所述目标可动块体的重力和所述每个裂隙面的渗流力，计算所述目标可动块体受到的主动力合力，之后，根据所述每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算所述每个裂隙面的水弱化粘聚力，再后，根据所述主动力合力、所述每个裂隙面的水弱化粘聚力以及所述目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算所述目标可动块体的安全系数。最后，根据所述目标可动块体的安全系数，生成所述目标裂隙岩体的稳定性分析结果。由于本发明实施例提供的裂隙岩体的稳定性分析方法，精细化考虑了裂隙岩体中流体的渗流力以及流体对结构面的弱化影响，因此得到的裂隙岩体的稳定性分析结果不仅更加全面，而且也更加准确，具有更好的分析效果。
[0175]
上述裂隙岩体的稳定性分析装置，首先查找模块查找目标裂隙岩体中所有的可动块体，然后第一计算模块计算目标可动块体的每个裂隙面的渗流力，接着第二计算模块根据所述目标可动块体的重力和所述每个裂隙面的渗流力，计算所述目标可动块体受到的主动力合力，之后，第三计算模块根据所述每个裂隙面的渗流力和相应渗流力对应的预设水弱化率，计算所述每个裂隙面的水弱化粘聚力，再后，第四计算模块根据所述主动力合力、所述每个裂隙面的水弱化粘聚力以及所述目标可动块体对应的预设安全系数计算公式，计算所述目标可动块体的安全系数。最后，分析模块根据所述目标可动块体的安全系数，生成所述目标裂隙岩体的稳定性分析结果。由于精细化考虑了裂隙岩体中流体的渗流力以及流体对结构面的弱化影响，因此得到的裂隙岩体的稳定性分析结果不仅更加全面，而且也更加准确，具有更好的分析效果。
[0176]
图8是本发明实施例提供的终端的示意图。如图8所示，该实施例的终端8包括：处理器80、存储器81以及存储在存储器81中并可在处理器80上运行的计算机程序82。处理器80执行计算机程序82时实现上述各个裂隙岩体的稳定性分析方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤106。或者，处理器80执行计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图7所示模块701至706的功能。
[0177]
示例性的，计算机程序82可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器81中，并由处理器80执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序82在终端8中的执行过程。例如，计算机程序82可以被分割成图7所示模块701至706。
[0178]
终端8可包括，但不仅限于，处理器80、存储器81。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是终端8的示例，并不构成对终端8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0179]
所称处理器80可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路
(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0180]
所述存储器81可以是所述终端8的内部存储单元，例如终端8的硬盘或内存。所述存储器81也可以是所述终端8的外部存储设备，例如所述终端8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器81还可以既包括所述终端8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器81用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0181]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0182]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0183]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0184]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0185]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0186]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0187]
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或
使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个裂隙岩体的稳定性分析方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
[0188]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。