露天礦岩土邊坡失穩的運動力學模式，藉以研究邊坡發生破壞的機制，建立數學力學模型，分析其穩定條件，擬定及實施防治工程措施。邊坡破壞的模式決定於岩性以及岩體內地質斷裂面的分布及組合。典型的破壞模式有崩塌、流動、傾倒和滑動。
基本介紹
- 中文名：邊坡破壞模式
- 外文名：mode of slope failure
- 分類：崩塌、流動、傾倒和滑動
- 套用：邊坡防護
- 學科：地質工程
- 影響因素：岩性、地質斷裂面的分布及組合
介紹,崩塌,流動,傾倒,滑動,影響因素,
介紹
邊坡破壞的模式決定於岩性以及岩體內地質斷裂面的分布及組合。典型的破壞模式有崩塌、流動、傾倒和滑動。
崩塌
邊坡表面岩體受風化及礦山爆破震動影響而剝蝕，沿坡面滾落而堆積於坡底，以自然安息角堆成碎碴堆。這是露天礦采場內台階的普遍的破壞模式，風化帶內的台階尤其明顯。若能及時組織清理，於生產並無大礙;否則安全平台上堆滿碎石殘碴，數個台階連成一漫坡，滾落的岩塊將危及下部采場作業安全。
流動
飽水粘性土岩，尤其是內含蒙脫石組礦物[（OH）4Al4SiO3O20]時，沿著6°～10°極緩地面的流動，有如土石流，常發生在土坡、露天礦的廢石場以及選礦廠的尾礦壩。中國茂名油頁岩露天礦的廢石場、銅陵礦選礦廠的尾礦壩曾發生過此類破壞，淹沒了民房及良田。此類破壞應以預防為上策，一旦發生，便難於處理。
傾倒
邊坡上被地質斷裂面切割成的陡峭的岩體棱塊的轉動兼滑移，有時產生大的運動衝量。傾倒是陡峻邊坡的岩體沿節理等不連續面或軟弱面發生向坡面方向成板狀或柱狀傾倒的破壞。破壞的主要原因是岩體在重力作用下產生傾倒力矩，當傾倒力矩克服抵抗力矩時，岩體失穩而傾倒。此外，位於潛在傾倒體後側的陡傾斜節理中經常有水和凍的楔入而產生對傾倒體的側壓力，促進傾倒的發生。
滑動
邊坡岩體沿著一定位置和一定形態的面而滑移，此滑面多沿地質斷裂面發生。滑動是邊坡破壞的普遍形式，又稱為滑坡。它的力學機制是以剪下破壞為主。按滑面的形態，滑動又可分為四種：（1）平面滑動邊坡岩體沿單一地質斷裂面即斷層面或節理裂隙面等的剪下位移，而滑體的兩端多呈拉斷破壞。此時邊坡傾角（α）、地質斷裂面傾角（β）及其內摩擦角（ψ）之間的關係為α>β>ψ。（2）圓弧滑動 邊坡岩體沿著近似弧形滑面的位移，多發生在土坡或類似均質的多組節理岩體邊坡中。（3）台階狀滑面 沿兩組以上節理而成台階狀的滑面，呈剪下及拉斷的破壞形式。實際所見的滑面多呈曲折的複合形態，主要取決於地質斷裂面及邊坡面的組合關係。（4）楔形破壞 邊坡岩體中兩組或更多的地質斷裂面互相交切而成的四面楔形體或多面體的失穩，失穩的形式多為滑移或傾倒。這四種典型的破壞模式均可作力學計算。此外尚有所謂曲層式或板裂式破壞即層狀或板狀岩體邊坡的特殊破壞形式。
影響因素
影響邊坡穩定性的因素是多方面的，不但包括邊坡岩體的介質結構、邊坡結構、岩體結構、區域性地質背景、構造應力特徵及構造條件等地質因素，而且包括各種人為的及自然的動力因素。這些動力因素主要是地下開採的擾動及坡腳切層開挖、爆破震動及地下水的作用等。地質條件雖然是決定或影響邊坡定性的基礎，但邊坡的急劇變形或破壞都與各種人為的、天然的動力因素，有著密切的關係。大氣降雨及水庫蓄水是主要的自然動力因素，導致地下水狀態的變化，減少了滑面的法向應力，降低了岩體的強度，改變了邊坡岩體的穩定狀態。就人為的動力因素來看，地下開挖顯然有重要的影響，不但擾動破壞了上復岩體，且增加了岩體的滲透性，對邊坡的變形破壞起到加速作用對於礦山邊坡來說，爆破的動態效應對邊坡的穩定亦有重要的影響，不但直接損害了岩體的完整性，且在重複爆破條件下，邊坡岩體可能產生疲勞破壞，從而加速邊坡破壞的過程。
