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安全与环境工程2025年第03期:水弱化作用下某露天矿富含节理岩质边坡稳定性分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨涛;张秀丽;田湖南;

单位:洛阳富川矿业有限公司;洛阳栾川钼业集团股份有限公司;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程安全全国重点实验室;

摘要:随着金属露天矿开采深度的持续增加,节理岩质边坡在水-力耦合作用下的稳定性问题日益凸显,尤其在降雨频繁区域,水弱化效应引发的边坡失稳已成为矿山重大地质灾害的主要诱因。以某金属露天矿岩质边坡为研究对象,采用边坡变形监测、节理现场调查、节理水弱化试验和节理有限元模拟等方法,深入探讨了水弱化作用对边坡变形破坏演化的影响。结果显示:边坡变形呈现出推移式特征,其变形曲线可划分为缓慢变形、匀速变形和加速变形3个阶段,具有明显的阶跃式演化特征,与降雨之间存在较强的相关性,边坡失稳模式主要表现为顺倾滑移和楔形体破坏;节理的强度特性具有显著的水弱化效应,其中黏聚力的弱化效应显著高于内摩擦角,黏聚力的弱化率约为50%,而内摩擦角的弱化率则不超过20%;在降雨入渗条件下,节理逐渐饱和,导致抗剪强度随之降低,使得边坡稳定性逐渐降低,当节理强度弱化程度超过0.8时,边坡整体失稳,出现大规模变形破坏,变形体上部边界基本呈平面状,由顺倾节理J1所主导,而下部则呈现曲面状,由2组节理交错形成。研究成果定量揭示了节理水弱化效应与边坡失稳之间的内在关联,可为露天矿边坡稳定性评价、矿山地质灾害防治提供科学依据。

关键词:岩质边坡;;稳定性分析;;变形破坏;;水弱化作用;;节理有限元模拟

基金资助:国家自然科学基金项目(42207222)