吴顺川等：非煤露天矿山岩质边坡稳定性评价标准探讨 5 ②结构模型 表2土木工程设计安全系数网 结构模型是表征I~Ⅲ级结构面空间分布与 Table 2 Civil-engineering design safety factor 力学性质的模型，主要包括结构面类型、力学特 Material type Conditions Design safety factor 性、空间分布及规模等.岩质边坡失稳的破坏模 Normal loads and service conditions 1.5 式与结构模型密切相关，I~Ⅲ级结构面的特性对 Soil earthworks Maximum loads and worst 1.3 environmental conditions 不稳定区域的潜在滑面位置也有较大影响. Earth retaining Normal loads and service conditions 2.0 ③岩体模型 Temporary 1.25 岩体模型是表征岩体工程特性及IV、V级结 Slopes Permanent 1.5 构面的模型，主要包括岩石物理力学性质、V级 与V级结构面特性和岩石风化程度等，其中V级 我国土木工程行业的边坡设计安全系数取值 结构面规模小、连续性差，主要包含在岩块内，影 响或控制岩块的物理力学性质，在岩体模型建立 标准分述如下： (1)《岩土工程勘察规范》GB50021一2001规 时不需进行单独统计分析， 定叫，对新设计边坡，重要工程的设计安全系数宜 岩体力学参数选取是稳定性评价的关键环 取1.30~1.50：一般工程设计安全系数宜取1.15~ 节，力学参数常需通过剪切/压缩等试验+参数反 1.30:次要工程设计安全系数宜取1.05~1.15.验 算+工程经验综合确定，对于具有流变性的岩石， 算已有边坡的稳定性时，设计安全系数宜取1.10~1.25. 其长期力学参数还需结合压缩或剪切流变试验确 (2)《建筑边坡工程技术规范》GB50330一2013 定，岩体模型力学参数直接影响边坡稳定性评价 规定，永久边坡的一般情况设计安全系数取125~ 的结果，尤其对于岩体强度控制型的边坡失稳模式 1.35,地震工况设计安全系数取1.05~1.15；临时边 ④水文模型 坡的设计安全系数取1.15~1.25 水文模型是表征露天矿开采区域内水文环境 (3)《路基：公路设计手册》第二版规定，重要 的模型，主要包括地下水类型及赋存状态、气候条 工程的设计安全系数宜取1.25~1.30；一般工程的 件、分布规律等.地表水和地下水对边坡稳定性 设计安全系数宜取1.10~1.25；考虑地震等各种不 影响显著，同时降雨条件也是稳定性评价必须考 利条件时则采用较小的值，设计安全系数可取1.05~ 虑的因素之一 1.10 (2)矿山边坡尺度规模 (4)《水利水电工程边坡设计规范》SL386一2016 不同尺度规模边坡的破坏模式、潜在经济损 规定，边坡级别分为五级，正常运用条件下设计 失和允许变形程度有较大差异.因此在进行边坡 安全系数取1.05~1.30，非常运用条件I设计安全 稳定性评价时，不仅要考虑总体边坡的稳定性，还 系数取1.05~1.25，非常运用条件Ⅱ设计安全系数 应评价路间边坡和台阶边坡的稳定性，设计安全 取1.001.15. 系数应分别与之相对应 (⑤)《滑坡防治设计规范》GB/T38509一2020规 (3)其他因素 定设计工况的设计安全系数取值为1.20~1.30，校 其他因素主要包括振动作用（地震、爆破）、服 核工况的设计安全系数取值为1.02~1.25 务年限及周边环境等.地震和爆破会引起岩体应 综上，静载条件下的土木工程边坡设计安全 力的瞬时变化，造成岩体结构变化甚至破坏，在确 系数多介于120~1.50范围内，符合实际工程的应 定设计安全系数时应综合考虑振动影响等因素 用：岩质边坡的设计安全系数大于土质边坡；对工 3矿山边坡设计安全系数取值探讨 程安全等级而言，相邻等级的设计安全系数差值 在0.1~0.2范围内，工程实践中基本可行. 3.1土木工程边坡设计安全系数 土木工程边坡和采矿工程边坡的稳定要求和 土木工程边坡多为永久性边坡，如大坝边坡、 服务年限不同，借鉴土木工程边坡的设计安全系 铁路路堑边坡等，服务年限长，设计安全系数取值 数取值对矿山边坡的稳定性进行评价，是偏于保 较大 守的，不利于资源的有效开发利用 国外土木工程边坡设计安全系数的取值标准 3.2非煤矿山岩质边坡设计安全系数及建议 如表2所示B0 根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》GB51016一② 结构模型. 结构模型是表征 I～III 级结构面空间分布与 力学性质的模型，主要包括结构面类型、力学特 性、空间分布及规模等. 岩质边坡失稳的破坏模 式与结构模型密切相关，I～III 级结构面的特性对 不稳定区域的潜在滑面位置也有较大影响. ③ 岩体模型. 岩体模型是表征岩体工程特性及 IV、Ⅴ级结 构面的模型，主要包括岩石物理力学性质、IV 级 与Ⅴ级结构面特性和岩石风化程度等，其中 V 级 结构面规模小、连续性差，主要包含在岩块内，影 响或控制岩块的物理力学性质，在岩体模型建立 时不需进行单独统计分析. 岩体力学参数选取是稳定性评价的关键环 节，力学参数常需通过剪切/压缩等试验+参数反 算+工程经验综合确定，对于具有流变性的岩石， 其长期力学参数还需结合压缩或剪切流变试验确 定. 岩体模型力学参数直接影响边坡稳定性评价 的结果，尤其对于岩体强度控制型的边坡失稳模式. ④ 水文模型. 水文模型是表征露天矿开采区域内水文环境 的模型，主要包括地下水类型及赋存状态、气候条 件、分布规律等. 地表水和地下水对边坡稳定性 影响显著，同时降雨条件也是稳定性评价必须考 虑的因素之一. (2) 矿山边坡尺度规模. 不同尺度规模边坡的破坏模式、潜在经济损 失和允许变形程度有较大差异. 因此在进行边坡 稳定性评价时，不仅要考虑总体边坡的稳定性，还 应评价路间边坡和台阶边坡的稳定性，设计安全 系数应分别与之相对应. (3) 其他因素. 其他因素主要包括振动作用 (地震、爆破)、服 务年限及周边环境等. 地震和爆破会引起岩体应 力的瞬时变化，造成岩体结构变化甚至破坏，在确 定设计安全系数时应综合考虑振动影响等因素. 3    矿山边坡设计安全系数取值探讨 3.1    土木工程边坡设计安全系数 土木工程边坡多为永久性边坡，如大坝边坡、 铁路路堑边坡等，服务年限长，设计安全系数取值 较大. 国外土木工程边坡设计安全系数的取值标准 如表 2 所示[30] . 表 2 土木工程设计安全系数[30] Table 2   Civil-engineering design safety factor[30] Material type Conditions Design safety factor Soil earthworks Normal loads and service conditions 1.5 Maximum loads and worst environmental conditions 1.3 Earth retaining Normal loads and service conditions 2.0 Slopes Temporary 1.25 Permanent 1.5 我国土木工程行业的边坡设计安全系数取值 标准分述如下: (1)《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 规 定[31] ，对新设计边坡，重要工程的设计安全系数宜 取 1.30～1.50；一般工程设计安全系数宜取 1.15～ 1.30；次要工程设计安全系数宜取 1.05～1.15. 验 算已有边坡的稳定性时，设计安全系数宜取1.10～1.25. (2)《建筑边坡工程技术规范》GB 50330—2013 规定[21] ，永久边坡的一般情况设计安全系数取 1.25～ 1.35，地震工况设计安全系数取 1.05～1.15；临时边 坡的设计安全系数取 1.15～1.25. (3)《路基：公路设计手册》第二版规定[32] ，重要 工程的设计安全系数宜取 1.25～1.30；一般工程的 设计安全系数宜取 1.10～1.25；考虑地震等各种不 利条件时则采用较小的值，设计安全系数可取 1.05～ 1.10. (4)《水利水电工程边坡设计规范》SL 386—2016 规定[33] ，边坡级别分为五级，正常运用条件下设计 安全系数取 1.05～1.30，非常运用条件Ⅰ设计安全 系数取 1.05～1.25，非常运用条件Ⅱ设计安全系数 取 1.00～1.15. (5)《滑坡防治设计规范》GB/T 38509—2020 规 定设计工况的设计安全系数取值为 1.20～1.30，校 核工况的设计安全系数取值为 1.02～1.25[19] . 综上，静载条件下的土木工程边坡设计安全 系数多介于 1.20～1.50 范围内，符合实际工程的应 用；岩质边坡的设计安全系数大于土质边坡；对工 程安全等级而言，相邻等级的设计安全系数差值 在 0.1～0.2 范围内，工程实践中基本可行. 土木工程边坡和采矿工程边坡的稳定要求和 服务年限不同，借鉴土木工程边坡的设计安全系 数取值对矿山边坡的稳定性进行评价，是偏于保 守的，不利于资源的有效开发利用. 3.2    非煤矿山岩质边坡设计安全系数及建议 根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》GB51016— 吴顺川等： 非煤露天矿山岩质边坡稳定性评价标准探讨 · 5 ·