228 北京科技大学学报 第30卷 键影响机理路径，通过数值模拟方法对厂坝铅锌矿 矿区地形复杂，山势陡峭，山高沟深，露天采场四周 边坡在极限状态下进行数值计算分析，由多元回归 为高陡边坡环绕.露天采场最终标高为1058m,地 方法得出了稳定状态拟合函数，从而达到准确评价 下采深为602m,北帮边坡1610m以上台阶面坡角 滑坡的主要潜在影响因素和安全性， 为50°，1610~1586m之间为56°，1574m以下为 63°，边帮最终平均坡角为48°.在1502m有个平 1工程地质概况 台，已经出现较显著的张裂缝，此边坡为我国目前 厂坝铅锌矿是一座大型铅锌矿床，过去20多年 最高的露天矿山边坡之一，边坡岩体参数见表1，边 来一直采用露天开采，目前正由露天转向地下开采. 坡剖面见图1所示. 表1北帮边坡岩体计算参数 Table 1 Rock parameters of north side slope 标高/ 岩层 粘聚力， 内摩擦角 抗拉强度， 抗压强度， 弹性模量： 泊松比， 岩性 C/MPa /( G/MPa G/MPa E/GPa 1702-1622 风化大理岩 0.309 31.3 0.022 2.77 2.00 0.15 1702-1536 中粒大理岩 0.721 33.3 0.059 5.30 4.09 0.24 1536~1322 石英片岩 0.910 34.5 0.080 9.75 6.27 0.28 1322-1268 黑云母片岩 1.020 28.9 0.054 6.66 4.36 0.23 1268-1058 矿体 0.745 40.1 0.014 16.20 10.14 0.22 (1)张剪性节理组：其优势面产状为300°~ 风化大理岩 330°/SW∠75°∠88°，与北坡岩层面产状(236°~ 中粒大理岩 240°/SW∠75°~∠88)成锐角相交，节理表现有两 1502平台 类节理性质，既有剪切滑动性质，又有张应力特点， 石英片岩 黑云母片岩 此类节理出现频率为3~10m/条 矿体、 (2)剪性节理组：优势面产状为20°~30°/SE 采场 ∠60°~84°，在黑云母石英片岩及石英片岩组中发 育，将岩体切割成许多小块，岩块之间容易产生相对 图1北帮边坡剂面示意图 滑移，主要表现为滑动性质，此类节理组出现频率 Fig.1 Section sketch map of north side slope 为5~30m/条. (3)张性节理组：优势面产状0°~20°/NW 2潜在因素分析 ∠70°~80°，节理极发育，产状与坡体岩层近于垂 直，节理内有泥质充填物，并表现为张拉特性，该组 2.1边坡坡面产状 节理出现频率为每5~15m/条 高陡边坡的主要特点就是边坡高度高，倾角大 (4)小型压扭性断层组：边坡岩体还包含着一 而陡，有的岩体呈垂直甚至临空状态，具有自重惯性 些小型压扭性断层，一般产状为30°~60°/NW∠60° 力的作用，沿着原有的不连续面发生拉张开裂和错 85°，出现频率平均为30~50m/条，这些断层对 动，具有下滑的趋势，如果区域最大构造应力方向 岩体主要起着切割作用，将坡面岩体切割成一些楔 与边坡走向近于平行的条件下，构造应力相对集中 形滑体 区将会引起深部断层等破裂带的张裂变形，导致边 综上所述，岩体构造对边坡的主要影响作用表 坡岩体产生深部拉裂破坏，另外，在上部坡体的压 明在以下三个方面：①张剪性节理、张性节理和小型 力下，坡脚岩性相对软弱的岩层产生较大的流变并 压扭性断层都和边坡岩层形成一定角度，将岩体切 向坡面产生一定的挤出，从而使坡脚产生压密和坡 割成楔形滑体，这种滑体易沿平面滑动，使边坡失 体上部产生拉张变形 稳；②剪性节理和张剪性节理将岩体切割成小岩块， 2.2岩体构造 而各岩体之间容易产生相对滑移；③节理和小断层 在北帮边坡，对边坡稳定性影响比较大的主要 的充水性都较强，致使边坡的岩体风化、泥化严重， 有三组节理裂隙组和一些小断层，具体如下， 并有泥质充填物，弱化了岩体强度，因此，复杂的地键影响机理路径‚通过数值模拟方法对厂坝铅锌矿 边坡在极限状态下进行数值计算分析‚由多元回归 方法得出了稳定状态拟合函数‚从而达到准确评价 滑坡的主要潜在影响因素和安全性． 1 工程地质概况 厂坝铅锌矿是一座大型铅锌矿床‚过去20多年 来一直采用露天开采‚目前正由露天转向地下开采． 矿区地形复杂‚山势陡峭‚山高沟深‚露天采场四周 为高陡边坡环绕．露天采场最终标高为1058m‚地 下采深为602m．北帮边坡1610m 以上台阶面坡角 为50°‚1610～1586m 之间为56°‚1574m 以下为 63°‚边帮最终平均坡角为48°．在1502m 有个平 台‚已经出现较显著的张裂缝．此边坡为我国目前 最高的露天矿山边坡之一‚边坡岩体参数见表1‚边 坡剖面见图1所示． 表1 北帮边坡岩体计算参数 Table1 Rock parameters of north side slope 标高／ m 岩层 岩性 粘聚力‚ C／MPa 内摩擦角‚ ●／（°） 抗拉强度‚ σc／MPa 抗压强度‚ σt／MPa 弹性模量‚ E／GPa 泊松比‚ μ 1702～1622 风化大理岩 0∙309 31∙3 0∙022 2∙77 2∙00 0∙15 1702～1536 中粒大理岩 0∙721 33∙3 0∙059 5∙30 4∙09 0∙24 1536～1322 石英片岩 0∙910 34∙5 0∙080 9∙75 6∙27 0∙28 1322～1268 黑云母片岩 1∙020 28∙9 0∙054 6∙66 4∙36 0∙23 1268～1058 矿体 0∙745 40∙1 0∙014 16∙20 10∙14 0∙22 图1 北帮边坡剖面示意图 Fig．1 Section sketch map of north side slope 2 潜在因素分析 2∙1 边坡坡面产状 高陡边坡的主要特点就是边坡高度高‚倾角大 而陡‚有的岩体呈垂直甚至临空状态‚具有自重惯性 力的作用‚沿着原有的不连续面发生拉张开裂和错 动‚具有下滑的趋势．如果区域最大构造应力方向 与边坡走向近于平行的条件下‚构造应力相对集中 区将会引起深部断层等破裂带的张裂变形‚导致边 坡岩体产生深部拉裂破坏．另外‚在上部坡体的压 力下‚坡脚岩性相对软弱的岩层产生较大的流变并 向坡面产生一定的挤出‚从而使坡脚产生压密和坡 体上部产生拉张变形． 2∙2 岩体构造 在北帮边坡‚对边坡稳定性影响比较大的主要 有三组节理裂隙组和一些小断层‚具体如下． （1） 张剪性节理组：其优势面产状为300°～ 330°／SW∠75°～∠88°‚与北坡岩层面产状（236°～ 240°／SW∠75°～∠88°）成锐角相交‚节理表现有两 类节理性质‚既有剪切滑动性质‚又有张应力特点． 此类节理出现频率为3～10m／条． （2） 剪性节理组：优势面产状为20°～30°／SE ∠60°～84°‚在黑云母石英片岩及石英片岩组中发 育‚将岩体切割成许多小块‚岩块之间容易产生相对 滑移‚主要表现为滑动性质．此类节理组出现频率 为5～30m／条． （3） 张性节理组：优势面产状 0°～20°／NW ∠70°～80°‚节理极发育‚产状与坡体岩层近于垂 直‚节理内有泥质充填物‚并表现为张拉特性．该组 节理出现频率为每5～15m／条． （4） 小型压扭性断层组：边坡岩体还包含着一 些小型压扭性断层‚一般产状为30°～60°／NW∠60° ～85°‚出现频率平均为30～50m／条．这些断层对 岩体主要起着切割作用‚将坡面岩体切割成一些楔 形滑体． 综上所述‚岩体构造对边坡的主要影响作用表 明在以下三个方面：①张剪性节理、张性节理和小型 压扭性断层都和边坡岩层形成一定角度‚将岩体切 割成楔形滑体‚这种滑体易沿平面滑动‚使边坡失 稳；②剪性节理和张剪性节理将岩体切割成小岩块‚ 而各岩体之间容易产生相对滑移；③节理和小断层 的充水性都较强‚致使边坡的岩体风化、泥化严重‚ 并有泥质充填物‚弱化了岩体强度．因此‚复杂的地 ·228· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷