基于不同降雨条件下露天矿边坡稳定性的分析

王德忠

（山西煤炭职业技术学院，太原030031）

基于不同降雨条件下露天矿边坡稳定性的分析

王德忠

（山西煤炭职业技术学院，太原030031）

滑坡是我国的主要地质灾害之一，滑坡一旦发生，就会严重威胁人们的生命财产安全，造成不可想象的后果。我国煤矿的持续开采形成了大量的露天煤矿，也造成了大量的高陡边坡工程。降雨是影响此类边坡稳定性的众多因素中最关键因素之一。大量数据表明滑坡与降雨有着紧密的联系，在降雨过程中或降雨之后多数的滑坡事故因此发生。以某露天煤矿为例，简要分析了不同的降雨条件下露天矿边坡的稳定问题，并且提出了对未来的展望。

降雨；露天煤矿；边坡；稳定性

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

1 露天边坡工程稳定性影响因素及概况分析

1.1 外部因素

1.1.1 降雨因素

目前多数的煤矿开采因为露天矿成本的增高而转型为地下开采。因此，在2种开采一前一后的共同作用下，边坡的中上部会产生大量的张拉裂缝，而这些裂缝就成为降雨深入的主要渠道。降雨入渗后，会导致岩土松软和坡体的下滑力增加，基质的吸力会随着地上水的大量渗入而降低，就导致了边坡的渗透性越来越大，并且土体的抗剪能力急剧下降。同时，大量的地上水渗入导致地下水量增加，对边坡的应力场和岩土体产生持续影响，随着时间的发展，坡体的变形和张拉裂缝会随着地下开采的持续进一步扩大，受到水的影响的岩体其强度进一步软化，坡体的透水性也会持续增强，因此周期性的强降雨条件下极易发生滑坡事故。

1.1.2 风化因素

风化作用使得边坡稳定性降低，边坡的稳定角度变小的原因是风力能够增多边坡的构造结构面，促进岩体的变形，或者次生结构面因为风化而产生裂隙等。

1.2 内部因素

1.2.1 岩土体的类型和性质

边坡的稳定程度和变形破坏的类型由边坡岩土体的力学性质所决定。因为其边坡的稳定性影响很大，许多几十米的平缓边坡没有几百米的高陡边坡稳定是由于边坡岩土体的基本属性不同，当存在泥化、易风化的夹层或者岩性较差的砂岩、页岩、泥岩、蒙脱石等对容易发生边坡失稳。

1.2.2 边坡地质构造

由于边坡内部存在不同的结构面(断层、节理、层面)，结构面的产出状态及岩体中不连续面的倾角的变化都影响着边坡的稳定，边坡的结构面通过岩土体的不均一、不连续性对边坡的应力场发生作用，使不连续面周围产生应力集中和阻滞现象，从而产生不同的变形与破坏形式。

2 边坡稳定性分析

2.1 区域降雨条件

某地区年降雨量大多集中在345～682mm，其中7～9月3个月的降水量占全年降水量的大多数，基本在70%左右，部分年份可达90%。连续降水时间最长达13d，日最大降水量达153mm。通过设置不同的地下水位线模拟强降雨条件和排水条件的区别，排水条件下不设置地下水位线，降雨条件则在坡表设置水位线。

2.2 强降雨条件下边坡的稳定性分析

在强降雨作用下，最危险滑动面基本上都起始于边坡上部，填土、粉土和粉质黏土受开采扰动强烈，特别是填土层和粉土层较为松散且黏聚力低，在强降雨作用下黏聚力降低且粒间摩擦程度降低。强降雨条件下，坡体上部在加大了局部滑塌危险的同时，对下部土体产生推动作用，导致边坡容易发生整体滑动[1]。因此，合理的排水及阻止雨水入渗的措施对滑坡的防治极为必要。

2.3 排水条件下对边坡稳定性的影响

考虑充分排水的条件下，边坡的稳定系数为1.010～1.039，都大于1，所以边坡的稳定性在排水条件下有了显著地提高。

【1】邱小龙.降雨入渗条件下露天矿边坡稳定性研究[D].青岛：青岛理工大学，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，山西代县人，助教讲师，从事采矿工程优化与数值模拟研究。