从分散流程到一体化解决方案：使用中仿RocSlope2对Fincha糖厂道路岩质边坡的分析

当破碎不良的岩体与季节性降雨共同作用于陡峭的山路，会发生什么？在埃塞俄比亚奥罗米亚地区，这种危险组合引发了反复的边坡失稳，切断了通往Fincha糖厂的道路，威胁到安全、基础设施和经济稳定。

山区边坡不稳定是全球工程挑战。陡峭的地形、极端的气候以及破碎的岩体结构，都显著增加了滑坡和落石的风险。这些灾害不仅会破坏交通走廊，还会危及公共安全，并使整个基础设施项目受挫。

在通往Fincha的道路上，工程师依靠Swedge和RocPlane，结合详细的现场与实验室调查，评估失稳模式并设计针对性的加固措施。在本案例研究中，我们利用中仿RocSlope2——一款将两者功能统一的工具——重新对相同的边坡条件进行了分析，并成功复现并验证了原有成果。

结果表明，基于数据驱动的设计与现代化分析工具相结合，可以将高风险地形转化为更安全、更具韧性的基础设施。这一方法对全球面临类似复杂地质挑战的项目具有重要参考价值。

挑战

滑坡是整个埃塞俄比亚反复发生的自然灾害。仅在过去十年中，它们就破坏了超过100公里的沥青道路，造成约300人死亡，摧毁了200多所房屋，并影响了近500公顷土地。其中受影响最严重的道路之一，就是连接Gutane Migiru与奥罗米亚Fincha糖厂的公路——本文所研究的重点区域。

在雨季，这段道路频繁受到落石和边坡失稳的干扰，严重威胁公共安全与经济运行。

这些失稳并非孤立事件。平面破坏、楔形破坏和落石频繁发生，有时甚至使道路完全中断。因此，对该路段进行边坡稳定性评估与治理，成为首要的工程任务。

地质背景与岩体特性

该道路走廊主要穿过三类岩石，其中以风化的中生代砂岩路段最不稳定。观测到的主要构造线方向为NNE、NNW和NS。

环境因素进一步加剧了失稳风险：雨季（7–9月）的月均降雨量高达322mm，与滑坡高发期高度吻合。根据埃塞俄比亚地震风险图，该研究区位于地震区，特征为7MM强度等级，水平地震加速度为0.08g。

图1.研究区域位置。a)区域地质图（Solomon和Mulgeta，2000–未公开资料），b)道路沿线关键岩质边坡失稳位置

开展了全面的现场调查，评估地质构造、岩石类型、原位岩体强度及地下水条件。通过现场与实验室测试确定岩体参数：

• ·现场采用施密特回弹仪测定单轴抗压强度（UCS）；

• ·节理粗糙度系数（JRC）通过目测评估；

• ·岩样在实验室进行点荷载试验计算UCS；

• ·使用RocData建立莫尔–库仑强度准则参数，输入包括JRC、节理壁抗压强度、边坡高度、基本摩擦角、岩石重度等；

• ·基本摩擦角取自RocData数据库，其余参数来源于现场与实验室测试。

构造运动学与极限平衡分析

为评估Fincha进厂道路的边坡稳定性，工程师首先利用Dips进行运动学分析，验证已观测到的失稳模式并识别潜在危险区。随后，结合RocPlane（平面破坏）和Swedge（楔形破坏）进行极限平衡分析。

在现场调查中，发现了4处主要边坡失稳，分别编号D1S2、D1S3、D1S4和D4S1。识别依据包括：明显的滑塌痕迹、地表裂缝以及不利的节理组合。

Dips分析结果显示：

• ·D1S2（J2∩J4）和D1S3（J1∩J2）存在楔形破坏；

• ·D1S4（J2、J4）和D4S1（J1）存在平面破坏。

图2.Dips分析结果：关键边坡剖面（D1S2、D1S3、D1S4、D4S1）的潜在失稳模式

利用RocPlane和Swedge计算安全系数（FS），主要结果如下：

• ·D1S4（平面破坏）FS在所有条件下均低于1.0，显示出迫在眉睫的失稳风险；

• ·D4S1（平面破坏）在动态条件下接近不稳定，但在静态条件下仍保持稳定；

• ·D1S2与D1S3（楔形破坏）在所有模拟条件下均处于不稳定状态，且均位于陡峭的砂岩悬崖段，易发生失稳。

图3.a)D4S1剖面现场节理产状照片，b)RocPlane中的二维平面破坏几何模型

结果表明，4处失稳剖面中有3处存在严重安全隐患，需采取工程措施。

在RocSlope2中验证传统工具

在原始研究中，工程师使用Swedge与RocPlane分析关键剖面的平面与楔形破坏，并在必要时提出治理方案。在本次复盘中，我们使用RocSlope2（集成了两者功能），重新建立相同模型，得到了与原始分析一致的结果，并验证了原有加固方案的有效性。

图4.RocSlope2分析结果：D1S2剖面在动态、饱和条件下的楔形破坏

结果表明，RocSlope2能够与Swedge和RocPlane一样可靠地进行确定性分析，同时具备更先进的分析工具和更友好的用户体验。

图5.D1S4剖面在动态饱和条件下的锚杆加固设计与施工

表 1. 针对不同边坡工况进行的平面稳定性分析概览。请注意右侧的安全系数 (FS)，其中记录了来自 RocPlane 的原始数据，并与在 RocSlope2 中验证的结果进行对比。

表 2. 针对不同边坡工况进行的楔形稳定性分析概览。请注意右侧的安全系数 (FS)，其中记录了来自 SWedge 的原始数据，并与在 RocSlope2 中验证的结果进行对比。

 结论

Fincha糖厂道路项目是现代边坡加固工程的典型案例：现场调查、运动学分析与基于模拟的设计在实际条件下紧密结合。原始研究中，工程师利用Swedge和RocPlane识别失稳模式，并提出了针对性的治理措施。

在本次复盘中，我们用RocSlope2重建了相同模型——这一平台将两种工具的功能统一。结果保持一致：失稳机制被准确模拟，加固方案有效，边坡在高风险区域得以稳定。更重要的是，原始设计在新一代、更集成的平台上经受住了验证。

图6.D1S2剖面在动态饱和条件下的喷射混凝土+锚杆加固设计与施工

随着基础设施不断扩展至地质复杂、易失稳的区域，对既能保证精度、速度，又能满足工程实用性的工具需求将持续增长。本案例再次证明：如果将边坡稳定性不仅仅视为需要避免的风险，而是作为工程优化的机会，那么最终的成果既可扩展，又可持续——让不稳定的地形转化为坚韧可靠的交通走廊。

联系我们

中仿智能科技（上海）股份有限公司

公司电话：021-80399555

地址：上海市松江区九新公路1005号临港松江科技城中仿大厦(201615)

电子邮箱：info@cntech.com

客服热线：400-888-5100

技术交流（QQ群）：534132040（GeoStudio），346550371（Rocscience），870585197（Leapfrog）

购买咨询（微信）：请用微信扫一扫