摘要：由于关键块体是地下工程开挖后首先失稳的块体，因此被引起高度重视。关键块体理论最初是由石根华提出的，该理论未深入探讨复杂多面体块体及块体出露位置的确定。Unwedge 程序是由E. Hoek 等依据关键块体理论而开发的用于分析块体稳定性的软件，该软件考虑的块体形态简单、仅考虑自重作用而不能确定块体的出露位置，使其应用受到较大的限制。结合大型地下工程，依据块体理论编制程序，该程序考虑动荷载的影响及复杂形态的块体，并能准确地判断块体的出露位置。最后将二者的计算结果进行比较。
1 引言
岩体是一种复杂的地球介质，包含有各种结构面。这些结构面将岩体切割成各种形态的空间结构体——块体。在地下开挖中，岩体主要的破坏方式就是由不稳定块体的运动造成的。实地调研表明，块体不稳定性是开挖工程失稳的最主要的形式[1]。H. Park 和T. R. West(2001)[2]提出了一种模拟程序对岩体楔形破坏进行概率分析。然而，不能将该程序用于现场不稳定块体的研究，因为随机信息基本上只显示了总趋势，而没有表明现场的条件[3]。R. E.Goodman 和G. H. Shi(1985)[4]指出开挖设计应基于单个关键块体的状况，他们的方法可以确定洞室周围的临界块体。在关键块体理论基础上，E. Hoek 等[5]开发了Unwedge 程序。该程序被设计成一种快速的、互动的、简单的开发工具，可用于分析地下块体的几何特征和其稳定性。然而，在设计地下洞室的支撑系统时，不仅应了解其几何特征，而且应知道在洞室中自由层面的准确位置。本文运用块体理论对西南某大型水电站的地下厂房进行了研究，厂房尺寸为436.0 m×33.8 m×57.4 m(长×宽×高)。首先运用Unwedge 程序找出这次开挖中围岩的可能的关键块体，并论述了其局限性，接着以SASW 程序(在边坡工程中用来研究块体稳定性的计算机程序)和块体理论为基础，开发了一个程序，在全面考虑到重力和动力荷载的作用下，在地下开挖工程中寻找关键块体，并确定其精确位置；最后，比较两种方法的计算结果，并分析其差异性。在研究关键块体的核心算法时，建立了多种多面岩块的几何模型，包括其平面结构、四面结构和其组成形式。这些多面块体可能会出现在洞室的顶拱部、边墙部或顶拱与边墙的交界处。
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