王德忠

（山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原030031）

基于不同降雨條件下露天礦邊坡穩(wěn)定性的分析

王德忠

（山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原030031）

滑坡是我國的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，滑坡一旦發(fā)生，就會嚴(yán)重威脅人們的生命財產(chǎn)安全，造成不可想象的后果。我國煤礦的持續(xù)開采形成了大量的露天煤礦，也造成了大量的高陡邊坡工程。降雨是影響此類邊坡穩(wěn)定性的眾多因素中最關(guān)鍵因素之一。大量數(shù)據(jù)表明滑坡與降雨有著緊密的聯(lián)系，在降雨過程中或降雨之后多數(shù)的滑坡事故因此發(fā)生。以某露天煤礦為例，簡要分析了不同的降雨條件下露天礦邊坡的穩(wěn)定問題，并且提出了對未來的展望。

降雨；露天煤礦；邊坡；穩(wěn)定性

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.027

1 露天邊坡工程穩(wěn)定性影響因素及概況分析

1.1 外部因素

1.1.1 降雨因素

目前多數(shù)的煤礦開采因?yàn)槁短斓V成本的增高而轉(zhuǎn)型為地下開采。因此，在2種開采一前一后的共同作用下，邊坡的中上部會產(chǎn)生大量的張拉裂縫，而這些裂縫就成為降雨深入的主要渠道。降雨入滲后，會導(dǎo)致巖土松軟和坡體的下滑力增加，基質(zhì)的吸力會隨著地上水的大量滲入而降低，就導(dǎo)致了邊坡的滲透性越來越大，并且土體的抗剪能力急劇下降。同時，大量的地上水滲入導(dǎo)致地下水量增加，對邊坡的應(yīng)力場和巖土體產(chǎn)生持續(xù)影響，隨著時間的發(fā)展，坡體的變形和張拉裂縫會隨著地下開采的持續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)大，受到水的影響的巖體其強(qiáng)度進(jìn)一步軟化，坡體的透水性也會持續(xù)增強(qiáng)，因此周期性的強(qiáng)降雨條件下極易發(fā)生滑坡事故。

1.1.2 風(fēng)化因素

風(fēng)化作用使得邊坡穩(wěn)定性降低，邊坡的穩(wěn)定角度變小的原因是風(fēng)力能夠增多邊坡的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，促進(jìn)巖體的變形，或者次生結(jié)構(gòu)面因?yàn)轱L(fēng)化而產(chǎn)生裂隙等。

1.2 內(nèi)部因素

1.2.1 巖土體的類型和性質(zhì)

邊坡的穩(wěn)定程度和變形破壞的類型由邊坡巖土體的力學(xué)性質(zhì)所決定。因?yàn)槠溥吰碌姆€(wěn)定性影響很大，許多幾十米的平緩邊坡沒有幾百米的高陡邊坡穩(wěn)定是由于邊坡巖土體的基本屬性不同，當(dāng)存在泥化、易風(fēng)化的夾層或者巖性較差的砂巖、頁巖、泥巖、蒙脫石等對容易發(fā)生邊坡失穩(wěn)。

1.2.2 邊坡地質(zhì)構(gòu)造

由于邊坡內(nèi)部存在不同的結(jié)構(gòu)面(斷層、節(jié)理、層面)，結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)出狀態(tài)及巖體中不連續(xù)面的傾角的變化都影響著邊坡的穩(wěn)定，邊坡的結(jié)構(gòu)面通過巖土體的不均一、不連續(xù)性對邊坡的應(yīng)力場發(fā)生作用，使不連續(xù)面周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中和阻滯現(xiàn)象，從而產(chǎn)生不同的變形與破壞形式。

2 邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 區(qū)域降雨條件

某地區(qū)年降雨量大多集中在345～682mm，其中7～9月3個月的降水量占全年降水量的大多數(shù)，基本在70%左右，部分年份可達(dá)90%。連續(xù)降水時間最長達(dá)13d，日最大降水量達(dá)153mm。通過設(shè)置不同的地下水位線模擬強(qiáng)降雨條件和排水條件的區(qū)別，排水條件下不設(shè)置地下水位線，降雨條件則在坡表設(shè)置水位線。

2.2 強(qiáng)降雨條件下邊坡的穩(wěn)定性分析

在強(qiáng)降雨作用下，最危險滑動面基本上都起始于邊坡上部，填土、粉土和粉質(zhì)黏土受開采擾動強(qiáng)烈，特別是填土層和粉土層較為松散且黏聚力低，在強(qiáng)降雨作用下黏聚力降低且粒間摩擦程度降低。強(qiáng)降雨條件下，坡體上部在加大了局部滑塌危險的同時，對下部土體產(chǎn)生推動作用，導(dǎo)致邊坡容易發(fā)生整體滑動[1]。因此，合理的排水及阻止雨水入滲的措施對滑坡的防治極為必要。

2.3 排水條件下對邊坡穩(wěn)定性的影響

考慮充分排水的條件下，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.010～1.039，都大于1，所以邊坡的穩(wěn)定性在排水條件下有了顯著地提高。

【1】邱小龍.降雨入滲條件下露天礦邊坡穩(wěn)定性研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2015.

Surface M ine Slope Stability Analysis Based on Different Rainfall Conditions

WANG De-zhong

（Shanxi Vocationaland TechnicalCollegeofCoal,Taiyuan030031,China）

The landslide is the main geological hazards in China.Once the landslide occurs,it will seriously threaten people's lives and property,causing unimaginable consequences.Continuous mining of coal has formed a lot of open pit coal mines as well asa large number of high and steep slope projects.Rainfall is one of the most critical factors influencing slope's stability.A large amount of data indicates that landslide and rainfall are closely linked;most landslide accidents occurred in or after the rainfall.Taking the openpit mine as an example,this paper briefly analyses the stability of openpit slopes under different rainfall conditions and puts forward a vision for the future.

yainfall;open pit coalmine;slope;stability

TD164

A

1007-9467（2016）08-0053-01

2016-08-01

王德忠（1988～），男，山西代縣人，助教講師，從事采礦工程優(yōu)化與數(shù)值模擬研究。