抚顺西露天矿南帮滑坡机理浅析

崔原

摘 要：结合抚顺西露天矿的地质环境背景，介绍了抚顺西露天矿南帮滑坡变形过程，浅析西露天矿南帮滑坡的机理分析。叙述该滑坡的变形规律并总结其概念模型。

关键词：抚顺西露天矿南帮；滑坡变形；机理；概念模型

0 引言

西露天礦南帮滑坡险情主要是2009年以来西露天矿坑底露采开挖引起的。从2010年发现至今，区内开展的地面巡查、地质勘查及变形监测成果显示，滑坡总体滑动方向是向北（矿坑内）滑移，坡体位移逐渐剧烈，运移速率随着季节性变化呈波动式起伏，一直处于持续滑移状态，

1 滑坡演变阶段

从2010年9月西露天矿南帮地裂缝初现至2015年12月，滑坡体一直处于持续滑移状态。将水平变形速率结合每年降水情况，对整个滑坡变形演变过程进行分析，2012年8月份以前，周位移平均速率为0.30～2.00mm/d，自2012年8月起滑坡启动，共进行四个阶段：

（1）初始变形阶段（2012.8～2013.4）：周位移平均速率大于5mm/d，滑坡体处于缓慢持续滑移状态，总体滑动方向是向北（矿坑内）滑移。

（2）等速变形阶段（2013.5～2013.8）：2013年3月至4月冻融期后滑坡体中部变形与后缘同步，且中部变形速率略高于后缘；4月中旬以后坡体上部变形较下部强烈。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）加速变形阶段（2013.9～2014.3）：受到2013年“8.16”强降水过程的影响，滑坡进入加速变形阶段，位移速率明显加大，最大日位移量达130mm/d。周水平速率52.8～79.87mm/d；2014年冻融期位移速率达到200mm/d，周垂直速率-45.83～16.39mm/d。

（4）持续变形阶段（2014.4～2015.12）：2014年枯水期后水平速率回落到80～110mm/d，汛期来临时又重新进入加速状态最大日位移可达160mm/d。汛期过后进入减速阶段，直至2015年5月速率为11.5～24.8mm/d，进入汛期后，水平速率缓慢抬升，速率达到92.59mm/d后速率呈波动性回缓。

2 滑坡空间分布特征

2.1滑坡东部、中部、西部空间分布差异性特征

2015年度滑坡水平位移等值线图反映出位移量以EWO～E400测线为中心向四周逐渐减小，总体中部最快，西部次之，东部最慢。本年度最大年位移量为16.83m。

2.2滑坡下沉区与抬升区空间分布差异性特征

2015年度滑坡垂直位移等值线图反映出滑坡体中上部为下沉，底部为抬升，与三维激光扫描结果吻合。位移量以EW0～E1200测线为中心向四周逐渐减小，F2断层以北坑底滑坡前缘抬升。最大沉降量为9.23m，最大抬升量为4.55m。

3 滑坡机理分析

西露天矿南帮岩层倾向与坡体均倾向北，二者倾向基本一致，为顺倾层结构；在应力释放过程中，岩体沿地层层面向北、向下滑移，玄武岩岩体中软弱结构面及花岗片麻岩和玄武岩不整合接触面构成潜在滑动面，潜在滑动面倾角（30°左右）大于坡角（19°～27°），构成“隐伏型”顺向坡。这种坡体结构中，潜在滑动面一般不直接在坡面出露，而是向下隐入坡脚之下。在采煤扰动作用下，当采坑加深、加宽过程中切断了某一层面，使岩体处于临空状态，上部岩体向北滑移，浅部岩体沿不整合接触面被拉张，在地表形成陡坎和地裂缝（滑坡后缘地裂缝）；深部岩体向下滑移，随着边坡的加深，推力逐渐加大，上部岩层对下部岩体有较大的推力作用，一旦下部支撑减弱（如矿坑下的矿山开采及开挖坡脚活动等），上部岩层顺层的推力促使坡脚岩层弯曲变形而破裂，把底部岩体剪坏形成新的软弱结构面，从坡脚剪出，从而形成上部顺层、下部切层的大规模滑坡。

4 滑坡发生机理

西露天矿南帮滑坡发生机理的“概念模型”是一个受控于坡体层间软弱层夹层的“滑移-弯曲-剪断”模式。边坡可分为变形性质不同的两部分，即中上部的顺层滑移段和下部的弯曲-隆起段，力学机制上对应于“主动传力区（坡体中上部）”和“被动挤压区”（坡脚），中上部坡体在自重下滑力的驱动下，沿坡体内的层间软弱夹层产生顺层滑移，而坡脚由于岩层不出露，故产生被动挤压，其结果岩层只能通过产生垂直于层面的变形，即“弯曲-隆起”来协调上部坡体的作用力。

5 结论

通过变形特征结合滑坡概念模型分析西露天滑坡变形机理得出，由于矿坑底部采矿剥离岩土体，导致坡体前缘压脚失重，破坏南北帮间的拱形支撑效应，进而引发坡体变形。变形机理为“滑移-弯曲-剪断”模式，由于特殊的地质和地形特点，最终以“弯曲-隆起”为主要的突出表现。

参考文献

[1] 佴磊，王日勖.地理信息滑坡监测预报系统及其在抚顺西露天矿滑坡中的应用.《吉林大学学报（地球科学版）》，2010.

[2] 殷跃平.中国典型滑坡[M].北京：中国大地出版 社，2007.