一、概述 边坡指具有倾斜坡面的岩土体(天然边坡、 人工边坡) 由于边坡表面倾斜,在岩土体自重及其它外 力作用下,整个岩土体都有从高处向低处滑 动的趋势。边坡丧失其原有稳定性,一部分 岩土体相对另一部分岩土体发生滑动的现象 称为滑坡(土坡、岩坡)

为了研究排土场层状碎石土边坡在持续暴雨条件下的入渗过程及稳定性,推导了土体天然含水率、天然重度与天然体积含水量的换算公式,作为快速确定边坡土体初始基质吸力分布的依据.建立算例排土场有限元分析模型,进行降雨条件下饱和-非饱和渗流、孔压-应力耦合以及边坡稳定分析.结果表明:持续暴雨作用下排土场会在透水性最强的边坡浅层形成集中渗流通道,当坡底存在弱透水性土层时会切断渗流通道,导致雨水从坡脚涌出;排土场边坡位移在降雨期间不断增长,但增长速度越来越慢,雨后边坡位移立即开始减小;降雨初期边坡稳定性系数下降较快,边坡浅层渗流稳定后基本保持不变,雨后缓慢增大.排土场层状碎石土边坡在持续暴雨作用下容易在降雨中后期失稳

我国的大多数大中型露天矿山已经或即将进入深部开采.随着边坡的加高加陡,露天边坡稳定性维护的难度和采场破坏的概率越来越大.由于矿体赋存条件的制约性,矿山边坡的变形破坏模式与地质构造特征、岩体结构特征的关系极为密切.本文通过系统地现场工程地质调查和实验研究,基本掌握了水厂铁矿的地质构造特征与工程地质条件.边坡变形破坏机理和主要破坏模式,建立了水厂铁矿高陡边坡地质模型,为采用极限平衡分析和数值模拟相结合的方法进行边坡稳定性分析和设计提供依据

针对厂坝铅锌露天矿高陡边坡的特点,确定了以\GPS监测手段为主,以水准仪、裂缝仪等监测手段为辅\的监测方案,详细介绍了该方案的设计与布设.以北帮边坡1500 m台阶的监测数据为例进行了变形规律分析,并评价了北帮边坡的综合监测结果.结果表明:在监测点B03～B06的北帮边坡稳定性最差,近600 d的最大位移量为231.1 mm,存在着滑移岩体;1500 m边坡岩体的变形速率曲线显现出明显的S形,凸起段表现为由雨季降水引起的加速变形期;裂缝的累积变形阶段呈现出初期的相对稳定期、中期的变形触发期和第3阶段的稳定变形持续期;北帮中部台阶1500 m边坡的变形较其他台阶边坡显著,稳定性最差.因此,该监测系统的应用效果较好,是高陡边坡变形监测的重要方法之一

针对边坡稳定性影响因素复杂、传统的稳定性分析方法计算工作量巨大、计算过程复杂的问题,提出了一种新的解决方法——判别分析方法.以在边坡稳定性分析中广泛采用的边坡重度、内聚力、摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙压力比共六项指标作为判别因子,建立了可进行边坡稳定性预测的判别分析模型.典型工程实例的分析结果表明,该方法简便可行,具有较强的分析可靠度,且排除了边坡稳定性判别分类中人为因素的影响,为解决边坡岩体稳定性判定和分类提供了一条新的途径,可以在实际工程中进行推广

降雨是非饱和土边坡失稳的关键因素之一,非饱和土体的强度与体积含水率有密切的关系.考虑二维降雨入渗条件,基于非饱和土达西渗流定理及质量守恒定律建立了非饱和土的二维降雨入渗模型方程.基于交替隐式有限差分法,采用MATLAB编制了计算程序,对方程进行了数值计算,研究了不同降雨条件、边坡内部不同位置的瞬态体积含水率分布.研究表明,由于考虑了水平方向的入渗,边坡内随着深度和水平距离的增加,体积含水率都发生了变化,在距离边坡表面1 m左右时,体积含水率变化率变小,边坡表层的体积含水率变化远远大于边坡深部.初始体积含水率越小,边坡体积含水率变化越大,这对边坡的稳定性不利

针对大冶铁矿东露天最终边坡的工程地质条件,结合实际的开挖步骤与顺序,采用极限平衡理论和有限差分数值模拟两种方法,从分析开挖卸荷引起的边坡岩体应力、位移和塑性区变化规律入手,对最终边坡的整体稳定性进行计算分析.结果表明,边坡安全系数大于1.25,基本处于稳定状态.三个计算剖面上,由开挖引起的应力、位移和塑性区的分布和变化规律基本一致.回填体不仅提高了边坡的稳定性,还为转入地下开采提供了所需的安全覆盖层厚度

对水厂铁矿北区边坡进行了工程地质调查研究,分析了滑坡现状和产生的原因,提出了削坡锚固治理方案.采用FLAC有限差分法计算软件对加固前后的边坡稳定性进行了对比分析.分析结果揭示了原边坡设计存在保守性和边坡不稳定性的矛盾,采取合理加固措施是解决这一问题的关键,分析表明削坡锚固治理方案是有效合理的

应用临界滑移场技术,对排土场边坡进行临界滑动面搜寻.结果证明其边坡滑动面并非圆弧滑面;再应用临界滑移场技术的扩展方法进行反向搜寻,不仅可以得到排土场边坡的安全系数,还能求得边坡的最佳设计坡角

以首钢水厂铁矿为依托工程,在系统的边坡工程地质勘查、岩体结构、水文地质调查与渗流场分析、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性测试的基础上,采用固-流耦合的有限差分法、离散单元法和极限平衡分析法相结合的方法,进行了水厂铁矿高陡边坡稳定性的系统分析研究和边坡优化设计,使水厂铁矿各分区的总体边坡角提高了1~6°