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基于赤平投影法的某露天矿边坡稳定性评价

邱欣 陈振
  
安防科技
2022年17期
湖北省地质灾害防治中心 湖北 武汉 430034

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摘要:赤平投影法能够直观地反映岩质边坡各结构面与坡面的空间关系,从而快速对边坡的稳定性进行评价分析,在实际工程中具有很大的优势。根据现场边坡调查的资料,掌握边坡结构面特征,运用赤平投影法对各分区边坡进行稳定性分析,并预测边坡可能发生的变形破坏情况。

关键词:露天矿边坡;稳定性评价;结构面;赤平投影法

1 工程概况

某露天矿区由倒转背斜和倒转向斜构造组成,区内发育数十条断裂构造。矿区以碳酸盐岩为主,灰岩岩石较完整~较破碎,岩溶裂隙较发育。矿区工程地质条件属中等复杂程度。区内气候温和湿润,年平均气温为16.8℃。年平均降水量为1299.2mm,集中在4月~8月份。矿区侵蚀基准面标高为17.70m,可采矿体均处在侵蚀基准面以上,地下水主要由大气降水入渗补给。该露天矿采场目前开采范围在+295 m~+172 m,已形成高度超过100m的人工边坡。受断层、节理等构造影响,边坡岩体完整性较差,呈层状碎裂或块状散体结构。随着开采深度增加,未治理区域台阶出现了不同规模的崩塌、掉块等变形破坏,需要采取有效防治措施。本文通过某矿山露天边坡现场调查,利用赤平投影法分析判断结构面对边坡稳定性的影响,预测边坡可能发生的变形破坏,为后续矿山的设计、开采和边坡治理提供指导。

2 边坡稳定性分析评价

根据露天采场几何形状以及边坡分布情况,将矿区范围内的露天边坡划分为4个分区(Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区)。结合野外调查获取的边坡岩体的结构面数据,采用赤平投影图对4个分区边坡稳定性进行评价分析。4个分区边坡结构面的赤平投影如图1所示。

由图a分析可知,节理L2与边坡坡面呈小角度相交,且倾向与坡向近于一致,顺层发育节理,为潜在的不利于坡体稳定的结构面。L1与L2、L2与L3、L2与F14、L3与F14组合的交点均位于边坡投影弧的同一侧,其交线与坡面倾向基本一致,属于欠稳定结构,影响边坡稳定性。根据现场调查,Ⅰ分区边坡坡面中上部采用挂网加固和绿化处理,但坡面台阶和平台可见崩落石块,在暴雨或冰冻后易软化或崩解,易发生小型崩塌及掉块等变形破坏。

由图b分析可知,节理面L3、断层F27均与边坡坡面呈小角度相交,且倾向与坡向近于一致,顺层发育,为潜在的不利于坡体稳定的结构面。L2与L3、L3与F27组合的交点均位于边坡投影弧的同一侧,其交线与坡面倾向基本一致,属于欠稳定结构,影响边坡稳定性。根据现场调查,Ⅱ分区边坡坡面上部采用挂网加固和绿化处理,但坡面台阶及坡底可见崩落石块,同时下部边坡未进行任何支护措施,在暴雨或冰冻后易软化或崩解,易发生小型崩塌及掉块等变形破坏。

由图c分析可知,节理L3与边坡坡面呈小角度相交,且倾向与坡向近于一致,顺层发育节理,为潜在的不利于坡体稳定的结构面。L3与F27组合的交点均位于边坡投影弧的同一侧,其交线与坡面倾向基本一致,属于欠稳定结构,影响边坡稳定性。根据现场调查,Ⅲ分区边坡坡面上部采用挂网加固和绿化处理,但坡面台阶及坡底可见崩落石块,同时下部边坡未进行任何支护措施,在暴雨或冰冻后易软化或崩解,易发生小型崩塌及掉块等变形破坏。

由图d分析可知,该区断层、节理面与坡面近乎正交,对坡体稳定性影响小。L1与F5组合的交点位于边坡投影弧的同一侧,但交线与坡面倾向不一致,属于稳定结构;边坡处于稳定状态。根据现场调查,Ⅲ分区边坡坡面上部采用挂网加固和绿化处理,但坡面台阶及坡底可见崩落石块,同时下部边坡未进行任何支护措施,在暴雨或冰冻后易软化或崩解,易发生小型崩塌及掉块等变形破坏。

3 边坡分析结论及建议

通过分区边坡结构面赤平投影分析,4个分区当中Ⅰ分区、Ⅱ分区、Ⅲ分区边坡处于不稳定状态,Ⅳ分区边坡处于稳定状态。边坡破坏形式主要为小型崩塌及掉块。

根据现场调查及稳定性分析结果,建议对所有边坡台阶上堆积的石块和坡面松散岩块进行清理;不稳定的边坡采用喷锚+挂网进行防护;完善露天采场排水系统;及时对终了边坡进行复绿,并开展自动化变形监测;设立警示标志,派专人定期维护,及时清扫滚落的岩石。

参考文献

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作者简介:邱欣(1990-),男,汉族,湖北省随州市,硕士,湖北省地质灾害防治中心,助理工程师,从事地质灾害防治工作。

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