米兰体育

（通讯员 唐睿旋 伍首彦）10月16日下午，长江大学“地学之光”第414讲学术报告在武汉校区举行。应陈宁生教授邀请，美国亚利桑那大学荣休教授、2024年国际岩石力学与岩石工程学会（ISRM）科学成就奖获得者、ISRM岩体强度与变形估算委员会主席P.H. S. W. Kulatilake（库拉图莱克）教授，为米兰体育 师生作了题为《美国露天矿岩质边坡稳定性：确定性与概率块体理论分析对比》（Rock Slope Stability Comparison Between Deterministic and Probabilistic Block Theory Analyses for an Open Pit Mine in the USA）的学术报告。报告会由陈宁生教授主持，米兰体育 相关教师和研究生到场聆听。

报告依托美国某大型露天矿工程案例，围绕岩质边坡稳定性中确定性块体理论与概率块体理论的对比分析展开。Kulatilake教授首先从岩体结构面识别入手，结合上半球等角赤平极射投影网，系统讲解了块体的可动性分类：临空面出露、向岩体内部逐渐张开变宽的楔形块体（tapered block）在重力作用下保持稳定；部分可动块体虽具临空方向，但结构面倾角小于摩擦角时仅受重力作用难以滑动；而在张拉作用下与母岩分离、无摩擦条件下即失稳的“关键块体”（key block），是边坡稳定性评价的重点对象。他强调，真实边坡稳定性分析必须立足三维岩体工程地质条件，报告先以二维剖面模型演示空间几何关系，再逐步引入三维块体分析思路。

在此基础上，教授结合工程实例展示了两组结构面交切形成的楔形体沿交线滑动的破坏模式，并引出露天矿边坡设计的核心指标——最大安全坡角（MSSA）。他利用赤平投影图解，从水平坡面起始逐步增大坡角，动态演示坡面投影线与结构面交线倾伏角之间的对照关系，直观呈现边坡由稳定转为失稳的临界坡角，将抽象的设计参数转化为可操作的图解判定过程。

在数据统计与概率分析部分，教授介绍了研究团队对露天矿两套泥盆系岩性单元（DRC组与DP组）共1285条实测结构面（DRC组804条、DP组481条）的处理方法：采用10°×10°定向网格对结构面法线矢量进行分组归并，以大幅缩减结构面组合的计算规模；同时依据室内直剪试验获得的结构面摩擦角，DRC组取6个代表性取值、DP组取5个代表性取值，并以截断正态分布表征其变异性。在此基础上，教授团队自研了块体理论分析程序BTAC，将地质统计信息与块体理论相结合，定量计算不同破坏模式下边坡的失稳累积概率。

通过确定性与概率分析的系统对比，教授给出了具有重要工程价值的结论：确定性分析所得最大安全坡角，DRC组为62°~74°、DP组为56°~88°；而概率分析显示，要使失稳累积概率趋近于零，坡角需降至约50°（DRC组），最坏剖面方向下两者相差约12°，DP组最坏方向相差约16°，总体确定性结果偏高于概率结果10°~28°。教授强调，仅凭确定性块体理论选取的设计坡角可能偏于不安全；概率分析并非简单替代确定性分析，而是在其基础上进一步评价失险概率。计算所得台阶坡面角与矿山现况60°~75°的实际值吻合良好，充分体现了概率块体理论在边坡优化设计中的优越性。

互动环节，师生围绕关键块体判据、楔体交线滑动机制、最大安全坡角确定、结构面统计单元划分、地震与地下水等附加荷载下的稳定性及概率模型工程应用等问题踊跃提问。Kulatilake教授逐一细致解答，并勉励青年学子夯实地质与数理统计基础、重视工程实例训练，培养从复杂岩体条件中提取关键信息的能力。

讲座尾声，Kulatilake教授与陈宁生教授及米兰体育 师生代表座谈，双方围绕岩体稳定性分析前沿方法、科研合作与人才培养交换了意见，并对后续学术往来表达了期待。本次报告兼具理论深度与工程实践价值，进一步拓宽了米兰体育 师生在岩石力学、岩质边坡稳定性与地质灾害防控方向的国际化学术视野，是“地学之光”系列学术活动的重要组成部分，对提升米兰体育 师生国际化学术素养、推动地质灾害防控领域研究具有积极意义。

图1 陈宁生教授致欢迎词

图2 Kulatilake教授作学术报告

图3 报告会现场

图4 Kulatilake教授与师生代表会后交流

专家简介：P. H. S. W. Kulatilake（库拉图莱克）教授现为美国亚利桑那大学荣休教授、美国基督兄弟大学（Christian Brothers University）土木工程教授、山东科技大学顾问研究主任，获美国俄亥俄州立大学土木工程（岩土工程方向）博士学位。他是2024年国际岩石力学与岩石工程学会（ISRM）科学成就奖获得者，现任ISRM岩体强度与变形估算委员会主席、斯里兰卡岩石力学与工程学会主席；曾获中国政府海外高层次人才引进计划资助，来华担任岩石力学与岩石工程杰出教授。他从事岩石力学与岩石工程研究47年，擅长数值、概率与统计方法在土木、采矿与地质工程中的应用，发表学术论文280余篇，Google Scholar引用9600余次，H指数58，作邀请主题报告40余场，出版专著并编辑多部国际会议论文集，是国际著名岩石力学与工程专家。

（审核 杨全辉 编辑 李丹）