中国地质环境监测院
中国地质灾害防治工程行业协会
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降雨矿震叠加作用下抚顺西露天矿边坡稳定性分析

刘向峰, 郭子钰, 王来贵, 高晗. 降雨矿震叠加作用下抚顺西露天矿边坡稳定性分析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2021, 32(4): 40-46. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.04-06
引用本文: 刘向峰, 郭子钰, 王来贵, 高晗. 降雨矿震叠加作用下抚顺西露天矿边坡稳定性分析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2021, 32(4): 40-46. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.04-06
LIU Xiangfeng, GUO Ziyu, WANG Laigui, GAO Han. Analysis on the slope stability of Fushun West Open-pit Mine under superimposed action of rainfall, mine and earthquake[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2021, 32(4): 40-46. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.04-06
Citation: LIU Xiangfeng, GUO Ziyu, WANG Laigui, GAO Han. Analysis on the slope stability of Fushun West Open-pit Mine under superimposed action of rainfall, mine and earthquake[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2021, 32(4): 40-46. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.04-06

降雨矿震叠加作用下抚顺西露天矿边坡稳定性分析

  • 基金项目: 国家重点研发计划重点专项项目(2017YFC1503101)
详细信息
    作者简介: 刘向峰(1974-),男,博士,教授,主要从事岩石力学系统稳定性方面的研究工作。E-mail:305066889@qq.com
    通讯作者: 郭子钰(1996-),男,硕士生,主要从事边坡稳定性方面的研究工作。E-mail:1832629979@qq.com
  • 中图分类号: P642.22

Analysis on the slope stability of Fushun West Open-pit Mine under superimposed action of rainfall, mine and earthquake

More Information
  • 夏季抚顺降雨频发且持续时间长,若遇上矿震,边坡极易失稳破坏。为分析雨季矿震作用对抚顺西露天矿的影响,采用极限平衡法整合渗流场,分析边坡稳定性。结果表明:相同雨强,持续时间越长,孔隙水压力等值线越密集,等值线闭合区域越多,边坡的安全系数越低;相同持时,雨强越大,孔隙水压力等值线图变化越快;降雨量相同,雨强越小雨水入渗影响的范围越大;加入水平矿震荷载系数后,随着矿震烈度增加,边坡安全系数降低。边坡降雨存在一个降雨临界值,降雨量未到达临界值时,边坡的安全系数下降缓慢,当到达临界值后,安全系数迅速下降。降雨和矿震对边坡安全影响极大,应当提前对边坡进行加固。

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  • 图 1  计算模型

    Figure 1. 

    图 2  0 h孔隙水压力等值线云图

    Figure 2. 

    图 3  不同岩层渗透系数曲线

    Figure 3. 

    图 4  不同雨强的不同时刻孔隙水压力变化曲线

    Figure 4. 

    图 5  不同雨强24 h孔隙水压力变化云图

    Figure 5. 

    图 6  不同雨强6 h孔隙水压力变化曲线

    Figure 6. 

    图 7  降雨量120 mm时孔隙水压力变化曲线

    Figure 7. 

    图 8  A型无矿震荷载滑面范围

    Figure 8. 

    图 9  无矿震荷载安全系数曲线

    Figure 9. 

    表 1  岩层的基本物理参数

    Table 1.  Basic physical parameters of rock formation

    岩层杂填土凝灰岩玄武岩
    渗透系数k/(m∙h−110−25×10−38×10−7
    黏聚力c/MPa0.10.150.14
    内摩擦角φ/(°)203942
    密度ρ/(kg·m−3200026002800
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    表 2  降雨情况

    Table 2.  Rainfall

    降雨情况降雨强度/(m∙h−1持续时间/h
    A0.0224
    B0.0124
    C0.00524
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    表 3  水平矿震系数

    Table 3.  Horizontal mine seismic coefficient

    矿震烈度Ⅵ度Ⅶ度Ⅷ度Ⅸ度
    峰值加速度g00.050.10.20.4
    荷载系数06.25×10−42.5×10−30.010.04
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    表 4  计算方案

    Table 4.  Calculation scheme

    计算方案方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7
    降雨情况ABCAAAA
    矿震烈度Ⅵ度Ⅶ度Ⅷ度Ⅸ度
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    表 5  A型雨强不同矿震载荷作用边坡安全系数

    Table 5.  Safety factors of slopes under different mine seismic loads of Type A rain intensities

    工况0 h边坡稳定性状态24 h边坡稳定性状态
    1.046欠稳定1.028欠稳定
    Ⅵ度1.045欠稳定1.027欠稳定
    Ⅶ度1.041欠稳定1.023欠稳定
    Ⅷ度1.022欠稳定1.006欠稳定
    Ⅸ度0.957不稳定0.943不稳定
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出版历程
收稿日期:  2020-08-10
修回日期:  2020-09-06
刊出日期:  2021-08-25

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