撫順西露天礦南幫滑坡機理淺析

崔原

摘 要：結(jié)合撫順西露天礦的地質(zhì)環(huán)境背景，介紹了撫順西露天礦南幫滑坡變形過程，淺析西露天礦南幫滑坡的機理分析。敘述該滑坡的變形規(guī)律并總結(jié)其概念模型。

關(guān)鍵詞：撫順西露天礦南幫；滑坡變形；機理；概念模型

0 引言

西露天礦南幫滑坡險情主要是2009年以來西露天礦坑底露采開挖引起的。從2010年發(fā)現(xiàn)至今，區(qū)內(nèi)開展的地面巡查、地質(zhì)勘查及變形監(jiān)測成果顯示，滑坡總體滑動方向是向北（礦坑內(nèi)）滑移，坡體位移逐漸劇烈，運移速率隨著季節(jié)性變化呈波動式起伏，一直處于持續(xù)滑移狀態(tài)，

1 滑坡演變階段

從2010年9月西露天礦南幫地裂縫初現(xiàn)至2015年12月，滑坡體一直處于持續(xù)滑移狀態(tài)。將水平變形速率結(jié)合每年降水情況，對整個滑坡變形演變過程進(jìn)行分析，2012年8月份以前，周位移平均速率為0.30～2.00mm/d，自2012年8月起滑坡啟動，共進(jìn)行四個階段：

（1）初始變形階段（2012.8～2013.4）：周位移平均速率大于5mm/d，滑坡體處于緩慢持續(xù)滑移狀態(tài)，總體滑動方向是向北（礦坑內(nèi)）滑移。

（2）等速變形階段（2013.5～2013.8）：2013年3月至4月凍融期后滑坡體中部變形與后緣同步，且中部變形速率略高于后緣；4月中旬以后坡體上部變形較下部強烈。平均水平位移速率4.49～22.1mm/d，平均垂直沉降速率-13.0～11.6mm/d。

（3）加速變形階段（2013.9～2014.3）：受到2013年“8.16”強降水過程的影響，滑坡進(jìn)入加速變形階段，位移速率明顯加大，最大日位移量達(dá)130mm/d。周水平速率52.8～79.87mm/d；2014年凍融期位移速率達(dá)到200mm/d，周垂直速率-45.83～16.39mm/d。

（4）持續(xù)變形階段（2014.4～2015.12）：2014年枯水期后水平速率回落到80～110mm/d，汛期來臨時又重新進(jìn)入加速狀態(tài)最大日位移可達(dá)160mm/d。汛期過后進(jìn)入減速階段，直至2015年5月速率為11.5～24.8mm/d，進(jìn)入汛期后，水平速率緩慢抬升，速率達(dá)到92.59mm/d后速率呈波動性回緩。

2 滑坡空間分布特征

2.1滑坡東部、中部、西部空間分布差異性特征

2015年度滑坡水平位移等值線圖反映出位移量以EWO～E400測線為中心向四周逐漸減小，總體中部最快，西部次之，東部最慢。本年度最大年位移量為16.83m。

2.2滑坡下沉區(qū)與抬升區(qū)空間分布差異性特征

2015年度滑坡垂直位移等值線圖反映出滑坡體中上部為下沉，底部為抬升，與三維激光掃描結(jié)果吻合。位移量以EW0～E1200測線為中心向四周逐漸減小，F(xiàn)2斷層以北坑底滑坡前緣抬升。最大沉降量為9.23m，最大抬升量為4.55m。

3 滑坡機理分析

西露天礦南幫巖層傾向與坡體均傾向北，二者傾向基本一致，為順傾層結(jié)構(gòu)；在應(yīng)力釋放過程中，巖體沿地層層面向北、向下滑移，玄武巖巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面及花崗片麻巖和玄武巖不整合接觸面構(gòu)成潛在滑動面，潛在滑動面傾角（30°左右）大于坡角（19°～27°），構(gòu)成“隱伏型”順向坡。這種坡體結(jié)構(gòu)中，潛在滑動面一般不直接在坡面出露，而是向下隱入坡腳之下。在采煤擾動作用下，當(dāng)采坑加深、加寬過程中切斷了某一層面，使巖體處于臨空狀態(tài)，上部巖體向北滑移，淺部巖體沿不整合接觸面被拉張，在地表形成陡坎和地裂縫（滑坡后緣地裂縫）；深部巖體向下滑移，隨著邊坡的加深，推力逐漸加大，上部巖層對下部巖體有較大的推力作用，一旦下部支撐減弱（如礦坑下的礦山開采及開挖坡腳活動等），上部巖層順層的推力促使坡腳巖層彎曲變形而破裂，把底部巖體剪壞形成新的軟弱結(jié)構(gòu)面，從坡腳剪出，從而形成上部順層、下部切層的大規(guī)模滑坡。

4 滑坡發(fā)生機理

西露天礦南幫滑坡發(fā)生機理的“概念模型”是一個受控于坡體層間軟弱層夾層的“滑移-彎曲-剪斷”模式。邊坡可分為變形性質(zhì)不同的兩部分，即中上部的順層滑移段和下部的彎曲-隆起段，力學(xué)機制上對應(yīng)于“主動傳力區(qū)（坡體中上部）”和“被動擠壓區(qū)”（坡腳），中上部坡體在自重下滑力的驅(qū)動下，沿坡體內(nèi)的層間軟弱夾層產(chǎn)生順層滑移，而坡腳由于巖層不出露，故產(chǎn)生被動擠壓，其結(jié)果巖層只能通過產(chǎn)生垂直于層面的變形，即“彎曲-隆起”來協(xié)調(diào)上部坡體的作用力。

5 結(jié)論

通過變形特征結(jié)合滑坡概念模型分析西露天滑坡變形機理得出，由于礦坑底部采礦剝離巖土體，導(dǎo)致坡體前緣壓腳失重，破壞南北幫間的拱形支撐效應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)坡體變形。變形機理為“滑移-彎曲-剪斷”模式，由于特殊的地質(zhì)和地形特點，最終以“彎曲-隆起”為主要的突出表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 佴磊，王日勖.地理信息滑坡監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)及其在撫順西露天礦滑坡中的應(yīng)用.《吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版）》，2010.

[2] 殷躍平.中國典型滑坡[M].北京：中國大地出版 社，2007.