邊坡穩(wěn)定性分析案例

Ill-III剖面邊坡穩(wěn)定性分析一、工程概括礦區(qū)位于祿勸縣城130°方向、平距約10km處的屏山鎮(zhèn)崇德村委會境內(nèi)。地理坐標(biāo)（2000國家大地系）極值：東經(jīng)102°31z0?5〃102。31/4,6〃北緯25°48，4?5〃25°29，2,3〃面積0.6246km2。2.2.1礦區(qū)地層出露簡單，僅有二疊系、侏羅系及第四系出露。其中二疊系僅出露陽新組第一段（P#）和第二段（PA?）。第一段（P"i）：主要分布于礦區(qū)西部，在礦區(qū)北東部亦有小面積分布。第二段（P,y2）:大面積分布于礦區(qū)中部。侏羅系中統(tǒng)張河組（J2z）僅分布于礦區(qū)南東角，與下伏地層呈假整合接觸。第四系（Qedl）廣泛分布于礦區(qū)地形平緩及低洼處，在礦區(qū)南部成片集中分布。為殘坡積之褐紅、褐黃色粘土。通過地表地質(zhì)測量和深部鉆探揭露情況，最終確定礦區(qū)共發(fā)育斷層3條，編號分別為f2、F3。分述如下：（1）F1層：發(fā)育于礦區(qū)西南角，為區(qū)域小倉—銀場箐逆斷層的一部分。礦區(qū)內(nèi)延伸長約680m,發(fā)育于陽新組第一段（P1y1）地層中。走向北北東向，傾向東，傾角68°，沿斷層帶有輝綠巖脈發(fā)育。該斷層對礦體及礦石質(zhì)量影響較小。（2）F2層：發(fā)育于礦區(qū)北部,局部地段地貌上形成沖溝負地形。礦區(qū)內(nèi)延伸長約360m。斷層走向近東西向，傾向北，傾角79°。（3）F3層：發(fā)育于礦區(qū)北東部邊緣，地貌上顯示沖溝負地形，礦區(qū)內(nèi)延伸長約1027m。斷層走向北北東一北東，傾向南東，傾角70°，二、礦體分區(qū)根據(jù)祿勸縣崇德三層巖石灰?guī)r礦開采實際情況并結(jié)合前述分區(qū)的原則及變更設(shè)計的要求，祿勸縣崇德三層巖石灰?guī)r礦露天邊坡工程地質(zhì)分區(qū)主要是依據(jù)“邊坡所處位置、邊坡高度、巖體優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及與邊坡的組合關(guān)系，將祿勸縣崇德三層巖石灰?guī)r礦露天邊坡礦權(quán)境界分為三個邊坡穩(wěn)定性評價區(qū)域：1、2、3區(qū)，各分區(qū)的邊坡概況如圖所示，其中1區(qū)的分析剖面為I-丨、1-1、1-丨剖面，2區(qū)的分析剖面為1-1，3區(qū)的分析剖面為丨-丨剖面。

三、剖面選擇現(xiàn)選取丨-丨剖面進行分析。根據(jù)勘察資料，丨-丨剖面最終境界標(biāo)高為2210m?2040m,開挖高度330m,l-1剖面最終境界330m邊坡模型如下：赤平投影定性分析、斷層對邊坡穩(wěn)定性影響根據(jù)詳查報告，確定礦區(qū)內(nèi)共發(fā)育斷層3條，分別編號為F1、F2、F3。斷層的詳細信息如下：1)F1層：發(fā)育于礦區(qū)西南角，為區(qū)域小倉—銀場箐逆斷層的一部分。礦區(qū)內(nèi)延伸長約680m,傾向98。，傾角68。。坡面傾向53°，傾角44°。赤平投影圖如下，F(xiàn)l分析結(jié)果：斷層F1與坡面L］斜交，夾角小于45。，但因斷層離礦坑較遠(平距＞100m)，最終對邊坡穩(wěn)定性影響不大。2)F2層：發(fā)育于礦區(qū)北部，局部地段地貌上形成沖溝負

地形。礦區(qū)內(nèi)延伸長約360m，斷層傾向向北，傾角79。，坡面傾向117。，傾角44。。赤平投影圖如下：分析結(jié)果：斷層F2與坡面L1斜交，夾角大45。，組合關(guān)于系對邊坡穩(wěn)定性有利。（3）F3層：發(fā)育于礦區(qū)北東部邊緣，礦區(qū)內(nèi)延伸長約1027m斷層走向北北東—北東，傾向123。，傾角70。。坡面傾向53。，傾角44。。赤平投影圖如下，分析結(jié)果：斷層F3與坡面L1斜交，夾角大于45°，組合關(guān)系對邊坡穩(wěn)定性有利通過上述分析，斷層的存在對礦區(qū)邊坡的最終穩(wěn)定性沒有太大的影響。、結(jié)構(gòu)面對邊坡穩(wěn)定性影響根據(jù)礦區(qū)天然邊坡實地測量資料，將露天邊坡分為1、2、3三個開挖區(qū)域：1區(qū)邊坡產(chǎn)狀：117°z44。，2區(qū)邊坡產(chǎn)狀：47°z44°,3區(qū)邊坡產(chǎn)狀：27°z44°。根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)面調(diào)查測繪的統(tǒng)計分析結(jié)果，礦區(qū)主要發(fā)育4組構(gòu)造節(jié)理。分別為J,（傾向282°，傾角77°）；J2（傾向215），傾角68。）；J3（傾向167°,傾角73°）；J4（傾向117°，傾角26°）根據(jù)四組構(gòu)造節(jié)理與三個開挖坡面的組合關(guān)系，做出相應(yīng)的赤平投影圖一區(qū)坡面與四組結(jié)構(gòu)面的組合分析分析結(jié)果：J1結(jié)構(gòu)面傾向與坡面傾向相反，J2J3與坡面斜交，但夾角大于40°對邊坡穩(wěn)定性有利，J4與坡面傾向相同，且傾角小于坡腳，對邊坡穩(wěn)定性不利，易導(dǎo)致局部失穩(wěn)。J2J3J4組合交線可能切割出順傾棱錐體，對邊坡不利，因此，該邊坡不穩(wěn)定。二區(qū)坡面與四組結(jié)構(gòu)面的組合分析

分析結(jié)果：j2與坡面傾向相反，對穩(wěn)定性有利J1J3J4與坡面O斜交，角度大于40°，對穩(wěn)定性有利。其組合交線對邊坡有利，該邊坡基本穩(wěn)定。3）三區(qū)坡面與四組結(jié)構(gòu)面的組合分析分析結(jié)果：J2與坡面傾向相反，對穩(wěn)定性有利J,J3J4與坡面斜交，角度大于40°，對穩(wěn)定性有利。其組合交線對邊坡有利，該邊坡基本穩(wěn)定。J;定量分析一、邊坡定量分析---邁達斯選取剖面丨-丨進行穩(wěn)定性分析。根據(jù)勘察資料可知，丨-丨剖面最終境界標(biāo)高為2210m?1880m，總開挖高度為330m,其地層巖性及相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)如下：巖性天然重度粘聚力c內(nèi)摩擦角灰?guī)r2729533現(xiàn)由邁達斯軟件對邊坡結(jié)構(gòu)進行分析，邁達斯所采用的方法是強度折減法，其基本原理是將強度指標(biāo)c和tane按下式進行折減，采用折減的強度指標(biāo)Ce、ee進行計算，使邊坡處于臨界破壞狀態(tài)時對應(yīng)的Fs值就是邊坡最小安全系數(shù)。CC/Ftan((tan)/F)CtanFsF1sfFFF

強度折減法的優(yōu)點是可以利用有限元直接求出安全系數(shù)和相應(yīng)的臨界滑動面，無須假定滑動面的形狀和位置能夠直觀地顯現(xiàn)邊坡的破壞方式，且可以直接用于三維分析。它的缺點是失穩(wěn)判據(jù)包含有較多人為因素，主觀性較強。另外，當(dāng)潛在滑動面切割不同介質(zhì)時，采用相同折減系數(shù)比較勉強。邁達斯計算結(jié)果如下般工況：位移云圖：最大剪應(yīng)力云圖：

最大應(yīng)變云圖：暴雨工況：位移云圖：最大剪應(yīng)力云圖：

最大應(yīng)變云計算結(jié)果：一般工況圖：下邊坡安全系數(shù)為1.34，暴雨工況下邊坡安全系數(shù)為1.33.因此邊坡基本穩(wěn)定。、邊坡定量分析—理正巖土選取剖面丨-丨進行穩(wěn)定性分析，根據(jù)勘察資料可知，丨-I剖面最終境界標(biāo)高為2210m?1880m,總開挖高度為330m,其地層巖性及相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)如下：巖性天然重度粘聚力c內(nèi)摩擦角灰?guī)r2729533玄武巖253528根據(jù)勘察資料，礦區(qū)所在區(qū)域地震動峰值加速度值為0.15g,地震動反應(yīng)譜特征周期0.45s。另據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2015)，該區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g由理正巖土軟件對邊坡結(jié)構(gòu)進行分析，

一般工況結(jié)算結(jié)果[計算結(jié)果圖]最危險滑裂面線段標(biāo)號起始坐標(biāo)(m,m)最危險滑裂面線段標(biāo)號起始坐標(biāo)(m,m)1(530955,36.821)2(746終止坐標(biāo)(m,m)(746.969,85.426)(890.469,225.932)(956.038,329.639)[計算結(jié)果圖]最危險滑裂面線段標(biāo)號起始坐標(biāo)最危險滑裂面線段標(biāo)號起始坐標(biāo)(m,m)終止坐標(biāo)(m,m)(674.100,62.359)(809.020,173.823)(876.788,272.25121234(674.100,62.359)(809.020,173.823)(876.788,272.253)天然+地震工況結(jié)算結(jié)果[計算結(jié)果圖]1(495.182,0.357)(636.732,26.825)2(636.732,26.825)(799.500,136.142)3(799.500,136.142)(915.958,288.829)4(915.958,288.829)(929.328,329.639)綜上所述：該邊坡一般工況下邊坡安全系數(shù)為1.33，暴雨工況下邊坡安全系數(shù)為1.31.地震工況下邊坡安全系數(shù)為1.17。因此邊坡基本穩(wěn)定。三、邊坡定量分析對比分析邁達斯理正巖土一般工況1.341.33暴雨工況1.331.31地震工況1.17本項目礦山為石灰石礦，屬于非煤礦山，礦山的安全系數(shù)應(yīng)采用《非煤露天礦邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(G