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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

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
Xiangfeng LIU, Ziyu GUO, Laigui WANG, Han GAO. 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: Xiangfeng LIU, Ziyu GUO, Laigui WANG, Han GAO. 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

doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.04-06
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

  • 摘要: 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。
  • 图  1  计算模型

    Figure  1.  Calculation model

    图  2  0 h孔隙水压力等值线云图

    Figure  2.  0 h pore water pressure contour cloud map

    图  3  不同岩层渗透系数曲线

    Figure  3.  Permeability coefficient curves of different rock formations

    图  4  不同雨强的不同时刻孔隙水压力变化曲线

    Figure  4.  The change curve of pore water pressure at different times of different rain intensity

    图  5  不同雨强24 h孔隙水压力变化云图

    Figure  5.  24 h pore water pressure cloud diagram of different rain intensities

    图  6  不同雨强6 h孔隙水压力变化曲线

    Figure  6.  6 h pore water pressure change curve of different rain intensities

    图  7  降雨量120 mm时孔隙水压力变化曲线

    Figure  7.  The change curve of pore water pressure when the rainfall is 120 mm

    图  8  A型无矿震荷载滑面范围

    Figure  8.  Range of A-type non-ore seismic load sliding surface

    图  9  无矿震荷载安全系数曲线

    Figure  9.  Load safety factor curve of non-ore earthquake

    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
  • 网络出版日期:  2021-10-11
  • 刊出日期:  2021-08-25

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