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[摘要] 矿山的边坡工程是矿山工作中一项重要环节，边坡的稳定性直接关系到人身和财产的安全。本文首先简要分析了影响边坡失稳的因素，介绍了边坡工程稳定性分析的一些常用方法，并结合的实践经验，提出了边坡工程处理方法。
[关键字] 露天矿山 影响因素 稳定性治理 边坡加固
[中图分类号] U418.5+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2012）-11-72-2
1边坡稳定性理论概述介绍
边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程，由于边坡内部的复杂性和组成边坡岩石物质的不同，造成边坡破坏具有不同模式。对于不同的破坏模式就存在不同的滑动面，因此应采用不同的分析方法及计算公式来分析其稳定状态。边坡稳定性分析方法不断在发展，由定性逐步走向定量。定性方法主要包括历史分析方法、工程地质类比法、图解法、边坡稳定专家系统法和SMR法等；定量分析方法主要包括确定性数学模型分析方法、非确定性分析法及确定性与非确定性数学模型结合分析方法。它们将影响边坡稳定性的各种因素都作为确定的量来考虑。
2边坡稳定性的主要影响因素
2.1地质构造
地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。
2.2气候因素
极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。
2.3地下水
处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。
2.4边坡形态
边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。
2.5人类活动
在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。
3 矿山边坡的特点分析
（1）矿边坡一般比较高，从几十米到几百米均有，走向长从几百米到数公里，因而边坡揭露的岩层多；其边坡大，多为陡坡，甚至几乎与地面垂直或呈鹰嘴状。各部分地质条件往往差异大，变化复杂。
（2）最终边坡是由上而下逐步形成，上部边坡服务年限可达几十年，下部边坡则服务年限较短，底部边坡在采矿结束时即可废止，因此上下部边坡的稳定要求也不相同。
（3）由于矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体经常受到震动影响。
（4）边坡是用爆破、机械开挖等手段形成的，暴露岩体一般未加维护，因此边坡岩体较破碎，并易受风化等影响产生次生裂隙，破坏岩体的完整性，降低岩体强度。
4边坡稳定性的分析方法
4.1定性分析方法
定性分析方法是一种定性的分析方法。通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳机制进行分析，评价出所检测边坡稳定性现状及其可能的发展趋势等。自然历史分析法是通过对所检测区域的自然历史状况结合现在的破坏迹象做出综合评价和预测，从而得出边坡稳定性的总和评价。
4.2定量分析法
极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及边坡上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。其基本原理是：设边坡的稳定安全系数为F，则当边坡土体的抗剪参数降低F倍后，边坡内某一最危险滑面上的滑体将濒于失稳的极限平衡状态。
4.3有限单元法
有限单元法是目前应用最广泛的数值分析方法。该方法最早应用在边坡岩石土体的稳定性分析中。也是目前最广泛使用的一种数值分析方法。有限单元法的基本思想是将一个连续体离散化，变换成有限数量的有限大的单元集合，这些单元之间只通过结点来连接和制约，用变换后的结构系统代替实际的系统采用标准的结构分析来进行处理。有限单元法的缺点是不能很好地求解大变形和位移不连续等问题，对于无限域、 应力集中问题等的求解不甚理想。
4.4边界单元法
边界单元法是70年代发展起来的一种数值方法，其只需对研究区的边界进行离散化，具有输入数据少的特点。计算精度较高， 在处理无限域方面有明显的优势。边界单元法的缺点是处理材料的非线性、不均匀性、模拟分步开挖等方面较弱，不能求解大变形问题。
5矿山边坡加固技术分析
5.1边坡种草防护
种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路提与路堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。经常浸水或长期浸水的路堤边坡，种草不宜生长，不宜采用种防护。边坡上己扎根的种草防护，可容许缓流水短时冲刷。最好采用几种草籽混合播种，使之生成一个良好的覆盖层。种植时草籽宜掺砂或与土粒拌和，使之播种均匀，播种时间以气候温暖、温度较大的季节为宜。
5.2混凝土抗滑桩
抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起稳定边坡的作用，用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡，在设置时应将桩身全长的1／3～1／4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体，并设置于滑体前缘部分．使其能承受相当大的压力。
5.3混凝土挡墙
混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法，并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度，并在墙后设置泄水孔，使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力，还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移
5.4喷浆或喷锚
喷浆适用于易风化尚未严重风化的岩石边坡，施工简便，是防止坡面风化的有效措施。喷浆分重力式人工喷浆和机械喷浆。重力式喷浆是把浆桶置于坡顶，桶底接胶皮管，借助重力把浆均匀喷至坡面。机械喷浆是用喷浆机，通过喷嘴把浆喷至坡面，由于它有一定压力，漿与坡面黏着较好，质量明显优于重力式喷浆。喷浆前坡面应清理干净，喷浆厚度1～2cm。常用浆料为水泥砂浆、水泥石灰砂浆。若坡面岩石节理发育，风化严重时，宜采用锚杆钢丝网喷浆，或喷射钢纤维混凝土。
5.5浆砌片石护墙
适用于较陡〔（1：0.3）～（1：1）〕的土质边坡及易风化剥落或节理发育较破碎的岩石边坡。护墙不承受土压力，所防护边坡应为稳定边坡。护墙的厚度由自身的稳定性及基底承载力确定。护墙型式多种，视边坡具体情况，合理选用。边坡为土质或破碎岩，采用实体护墙；边坡不陡于1：0.75时，为节约圬工，可采用孔窗护墙；比较完整的较陡边坡，可采用肋式护墙；仅需防护边披上部，可采用拱式护墙。
6总结
当前我国正面临前所未有的发展态势，由此也带来了环境的破坏，自然灾害增多，所以，关于边坡稳定性及其加固的研究也将越来越重要，我们也能够当投入更多的经历，应对可能发生的边坡灾害。
[关键字] 露天矿山 影响因素 稳定性治理 边坡加固
[中图分类号] U418.5+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2012）-11-72-2
1边坡稳定性理论概述介绍
边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程，由于边坡内部的复杂性和组成边坡岩石物质的不同，造成边坡破坏具有不同模式。对于不同的破坏模式就存在不同的滑动面，因此应采用不同的分析方法及计算公式来分析其稳定状态。边坡稳定性分析方法不断在发展，由定性逐步走向定量。定性方法主要包括历史分析方法、工程地质类比法、图解法、边坡稳定专家系统法和SMR法等；定量分析方法主要包括确定性数学模型分析方法、非确定性分析法及确定性与非确定性数学模型结合分析方法。它们将影响边坡稳定性的各种因素都作为确定的量来考虑。
2边坡稳定性的主要影响因素
2.1地质构造
地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。
2.2气候因素
极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。
2.3地下水
处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。
2.4边坡形态
边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。
2.5人类活动
在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。
3 矿山边坡的特点分析
（1）矿边坡一般比较高，从几十米到几百米均有，走向长从几百米到数公里，因而边坡揭露的岩层多；其边坡大，多为陡坡，甚至几乎与地面垂直或呈鹰嘴状。各部分地质条件往往差异大，变化复杂。
（2）最终边坡是由上而下逐步形成，上部边坡服务年限可达几十年，下部边坡则服务年限较短，底部边坡在采矿结束时即可废止，因此上下部边坡的稳定要求也不相同。
（3）由于矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体经常受到震动影响。
（4）边坡是用爆破、机械开挖等手段形成的，暴露岩体一般未加维护，因此边坡岩体较破碎，并易受风化等影响产生次生裂隙，破坏岩体的完整性，降低岩体强度。
4边坡稳定性的分析方法
4.1定性分析方法
定性分析方法是一种定性的分析方法。通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳机制进行分析，评价出所检测边坡稳定性现状及其可能的发展趋势等。自然历史分析法是通过对所检测区域的自然历史状况结合现在的破坏迹象做出综合评价和预测，从而得出边坡稳定性的总和评价。
4.2定量分析法
极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及边坡上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。其基本原理是：设边坡的稳定安全系数为F，则当边坡土体的抗剪参数降低F倍后，边坡内某一最危险滑面上的滑体将濒于失稳的极限平衡状态。
4.3有限单元法
有限单元法是目前应用最广泛的数值分析方法。该方法最早应用在边坡岩石土体的稳定性分析中。也是目前最广泛使用的一种数值分析方法。有限单元法的基本思想是将一个连续体离散化，变换成有限数量的有限大的单元集合，这些单元之间只通过结点来连接和制约，用变换后的结构系统代替实际的系统采用标准的结构分析来进行处理。有限单元法的缺点是不能很好地求解大变形和位移不连续等问题，对于无限域、 应力集中问题等的求解不甚理想。
4.4边界单元法
边界单元法是70年代发展起来的一种数值方法，其只需对研究区的边界进行离散化，具有输入数据少的特点。计算精度较高， 在处理无限域方面有明显的优势。边界单元法的缺点是处理材料的非线性、不均匀性、模拟分步开挖等方面较弱，不能求解大变形问题。
5矿山边坡加固技术分析
5.1边坡种草防护
种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路提与路堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。经常浸水或长期浸水的路堤边坡，种草不宜生长，不宜采用种防护。边坡上己扎根的种草防护，可容许缓流水短时冲刷。最好采用几种草籽混合播种，使之生成一个良好的覆盖层。种植时草籽宜掺砂或与土粒拌和，使之播种均匀，播种时间以气候温暖、温度较大的季节为宜。
5.2混凝土抗滑桩
抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起稳定边坡的作用，用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡，在设置时应将桩身全长的1／3～1／4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体，并设置于滑体前缘部分．使其能承受相当大的压力。
5.3混凝土挡墙
混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法，并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度，并在墙后设置泄水孔，使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力，还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移
5.4喷浆或喷锚
喷浆适用于易风化尚未严重风化的岩石边坡，施工简便，是防止坡面风化的有效措施。喷浆分重力式人工喷浆和机械喷浆。重力式喷浆是把浆桶置于坡顶，桶底接胶皮管，借助重力把浆均匀喷至坡面。机械喷浆是用喷浆机，通过喷嘴把浆喷至坡面，由于它有一定压力，漿与坡面黏着较好，质量明显优于重力式喷浆。喷浆前坡面应清理干净，喷浆厚度1～2cm。常用浆料为水泥砂浆、水泥石灰砂浆。若坡面岩石节理发育，风化严重时，宜采用锚杆钢丝网喷浆，或喷射钢纤维混凝土。
5.5浆砌片石护墙
适用于较陡〔（1：0.3）～（1：1）〕的土质边坡及易风化剥落或节理发育较破碎的岩石边坡。护墙不承受土压力，所防护边坡应为稳定边坡。护墙的厚度由自身的稳定性及基底承载力确定。护墙型式多种，视边坡具体情况，合理选用。边坡为土质或破碎岩，采用实体护墙；边坡不陡于1：0.75时，为节约圬工，可采用孔窗护墙；比较完整的较陡边坡，可采用肋式护墙；仅需防护边披上部，可采用拱式护墙。
6总结
当前我国正面临前所未有的发展态势，由此也带来了环境的破坏，自然灾害增多，所以，关于边坡稳定性及其加固的研究也将越来越重要，我们也能够当投入更多的经历，应对可能发生的边坡灾害。