露天矿边坡稳定性分析与维护涉及岩体工程地质、 岩体力学性质试验、边坡稳定性分析与计算、边坡 治理和监测、维护等工作。
露天采矿学第10章露天矿边坡稳定性分 析与维护
10.2影响露天矿边坡稳定性的主要因素 和边坡破坏形式
10.2.1影响露天矿边坡稳定性的主要因素 影响露天矿边坡稳定的因素较多，其中岩体的岩石
组成、岩体构造和地下水是最主要的因素，此外， 爆破和地震、边坡形状等也有一定影响。现将其主 要影响因素介绍如下： 1）岩石的组成 岩石的矿物成分和结构构造对岩石的工程地质性质 起主要作用，通常，强度高的岩石边坡稳定性也高， 片理、层理发育的岩石边坡稳定性相对较差。
露天采矿学第10章露天矿边坡稳定性分 析与维护
露天采矿学第10章露天矿边坡稳定性分 析与维护
露天采矿学第10章裂隙充水时，则沿 裂隙壁产生的静水压力为：
V
1 2
w
Z
2 w
静水压力作用方向垂直于裂隙壁，作用点在Zw的下 三分之一处。此静水压力厂是促使边坡破坏的推动 力。
当张裂隙中的水沿破坏面继续向下流动，流至坡脚 逸出坡面时，则沿AB面（上图）的总浮托力为：
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4）露天矿的最终边坡由上至下逐渐形成，上部边 坡服务期长，下部边坡服务期则相对较短。
5）露天矿边坡的不同地段要求有不同的稳定程度。 边坡上部地表有重要建筑物不允许变形时，要求的 稳定程度高。边坡上有站场、运输线路，下部有采 矿作业时，要求的稳定程度较高。对生产影响不大 的地段，稳定程度可要求低一些。
➢ 结构面的不连续性
在边坡稳定计算中，通常假定结构面是连续的，实 际并非如此。因此，在解决实际工程问题时，认真 研究结构面的不露天连采矿续学第性1析0章与，露维天护具矿边有坡稳现定性分实意义。
➢ 结构面的起伏差和表面性质
结构面的光滑程度对结构面的力学性质影响极大。 边坡岩体沿起伏不平的结构面滑动时，可能出现两 种情况；如果上覆压力不大，则除了要克服面上的 摩擦阻力外，还必须克服因表面起伏所带来的爬坡 角的阻力，因此，在低正应力情况下，起伏差将使 有效摩擦角增大。另一种情况是当结构面上的正应 力过大，在滑动过程中不允许因为爬坡而产生岩体 的隆胀时，则出现滑动的条件必须是剪断结构面上 互相咬合的起伏岩石，因而结构面的抗剪性能大为 提高。如果结构面上充填的软弱物质的厚度大于起 伏差的高度时，就应当以软弱充填物的抗剪强度为 计算依据，不应露天再采矿把学第起10章伏露天差矿边的坡稳影定性分响考虑在内。
U
1 2
w
Z
w
L
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此力和沿AB面作用的正应力方向相反，抵 消一部分正应力的作用，从而减小了沿该面 的摩擦力，对边坡稳定不利。
当岩体比较破碎，地下水在岩体中比较均匀 地渗透，并形成如下图所示的统一的潜水面， 而且当滑动面为平面时，则作用于滑面上的 浮托力可用滑面下所画的三角形水压分布来
析与维护
3）地下水 露天矿的滑坡多发生在雨季或解冻期间，说明地下
水对边坡稳定性的影响是很显著的。在边坡稳定性 研究中，对岩体中地下水的赋存情况、动态变化、 对边坡稳定性的影响，以及防治措施等都要进行详 细研究并做出定量评价。 地下水对边坡稳定性的影响主要表现在以下几方面： 静水压力和浮托力 当地下水赋存于岩石裂隙中时，水对裂隙两壁产生 静水压力，如下图所示。
D wI
动水压力是一种体积力，其方向与水流方向一致。 在计算土边坡和散体结构的岩石边坡时，要考虑动 水压力的作用。
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水对某些岩石的软化作用 某些粘土质岩石浸水后发生软化作用，岩石
强度显著降低，如含有大量蒙脱石粘土矿物 岩体或边坡中的泥质软弱夹层等。对于主要 是由坚硬的岩浆岩、变质岩构成的边坡岩体， 水的软化作用一般不显著，但这些边坡的断 层破碎带中常有大量粘十质充填物存在，在 研究这些断裂而的强度和稳定性时，要特别 注意水对这些岩石的软化作用。
➢ 结构面的走向
当倾向不利的结构面走向和坡面平行时，整个坡面
都具有临空自由滑动的条件，对边坡的稳定不利。
结构面走向与坡面走向夹角愈大，对边坡的稳定愈
有利。
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➢ 结构面的组数和数量
当边坡受多组相交的结构面切割时，整个边坡岩体 自由变形的余地大，切割面、滑动面和临空面多， 易于形成滑动的块体，而且为地下水活动提供了较 好的条件，对边坡稳定不利。其次，结构面的数量 直接影响到被切割的岩块的大小，它不仅影响边坡 的稳定性，也影响边坡变形破坏的形式。岩体严重 破碎的边坡，甚至会出现类似土质边坡那样的圆弧 形滑动破坏。
2）岩体结构
边坡岩体的破坏主要受岩体中不连续面（结构面） 的控制。影响边坡稳定的岩体结构因素主要包括下 列几方面：
➢ 结构面的倾向和倾角
一般来说，同向缓倾边坡（结构面倾向和边坡坡面 倾向一致， 倾角小于坡角）的稳定性较反向坡差。 同向缓倾坡中，岩层倾角愈陡，稳定性愈差；水平 岩层稳定性较好。
露天采矿学
第10章 露天矿边坡稳定性 分析与维护
露天采矿学第10章露天矿边坡稳定性分析与维护
10.1概 述
露天矿边坡与其他岩土工程边坡相比，具有如下特点： 1）露天矿边坡的规模较大，边坡高度一般为200～
300m，最高可达500～700m，边坡走向延伸可达数 公里，因而边坡揭露地层多，边坡各部分的地质条件 差异大，变化复杂。 2）露天矿边坡一般不维护，故易受风化作用的影响。 3）露天矿场频繁的爆破作业和车辆运行，使边坡经常 受到动荷载的作用。同时随着采掘、运输及其他设备 日益大型化，边坡台阶的负荷有日益增大的趋势。
表示。总浮托力可用下式计算：
U
1 2
whwHw
csc
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露天采矿学第10章露天矿边坡稳定性分 析与维护
动水压力（或渗透力）
当地下水在土体或碎裂岩体中流动时，受到土颗粒 或岩石碎块的阻力，水要流动就得对它们施加作用 力以克服它们对水的阻力，这种作用力称为动水压 力或渗透力。动水压力作用方向与渗透方向一致。 动水压力用D表示：