基于地表及深部位移监测的滑坡稳定性分析

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－ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４９６６５／２０１３／２１（６）０８８５０７
基于地表及深部位移监测的滑坡稳定性分析
范永波侯岳峰李世海刘晓宇
８８６
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０１３
１引言
内蒙胜利露天矿位于内蒙古自治区锡林浩特市ｋｍ。胜利露天矿东帮滑坡，发生于２０１１年８北郊６月３１日２２时，顶部垮塌区边坡坡道已完全下挫破坏，中部为铲刮区域，下部为堆积区域，滑坡体部分００６年、２００７年曾发生过滑至矿坑。该帮南端于２多次垮塌，之后便停止开采，此后，东帮无重大机械作业和人工活动，故该次滑坡未造成人员伤亡。图１），①区为垮胜利滑坡平面形态呈簸箕形（塌区域，②区为铲刮及堆积区域，后缘宽大，前缘有０８ｍ，后缘最宽处３００ｍ，收窄趋势；滑坡总长度约４ × 前缘宽度１００ｍ，总面积０１３ｋｍ，滑动量约为１１０
。区内地下水对东帮边坡影响最大
的是第四系孔隙潜水含水层。Hale Waihona Puke Baidu
图１内蒙胜利露天矿东帮滑坡全貌Ｆｉｇ．１ＦｕｌｌｖｉｅｗｏｆＳｈｅｎｇｌｉｌａｎｄｓｌｉｄｅ
（６）范永波等：基于地表及深部位移监测的滑坡稳定性分析２１
３地表及深部位移监测
地表及深部位移监测仪均属于中国科学院力学
６，７］研究所自主研发产品，已申请国家发明专利［。
表平均坡度约１６ ° ，主滑方向２４７ ° 。
２地质环境与滑坡特征
２１地质环境
３１地表位移监测地表位移监测仪的工作原理是利用固定点与测内蒙胜利露天矿东帮滑坡区内有Ｆ、Ｆ１２两条断层通过。Ｆ走向Ｎ４０ ° ～６２ ° １断层位于采场东南区，Ｅ，倾向ＳＥ，倾角７０ ° ，断层带宽４３～５２ｍ，地层断距５６４～８７２ｍ。Ｆ全长２断层为一压扭性断层，４７ｋｍ，走向Ｎ２０ ° ～５５ ° Ｅ，倾向ＳＥ，倾角５０ ° ～７０ ° 。断层面与坡面呈大角度斜交，且倾向坡体内部，对东帮的稳定性影响不大。地层自上而下为第四系、第三系上统和白垩系胜利组。影响边坡稳定性的因素主要有软弱结构面，包括：① 软弱夹层；② 层间接触带；③ 含薄夹层、褐煤层
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０）
ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅａｌｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｂｏｕｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｅｅｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｉｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆＳｈｅｎｇｌｉｌａｎｄｓｌｉｄｅａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｇｅｏｌｏｇｉｃｏｒｉｇｉｎａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｒｉｇｉｎａｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｇｅｏｌｏｇ＋＋ｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｙｐｅ（ｓａｎｄｃｌａｙｓａｎｄｙｍｕｄｓｔｏｎｅ）ｉｓｔｈｅｃｒｕｃｉａｌｆａｃｔｏｒ．Ｃｏｎｔｉｎｕｉｎｇｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｅｘｐｌｏｄｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｅｄｌｏａｄｉｎｇａｒｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｅａｎｄｌａｒｇｅｒａｉｎｆａｌｌｉｓｔｈｅｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇｆａｃｔｏｒ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ
ＬＡＮＤＳＬＩＤＥＳＴＡＢＩＬＩＴＹＡＮＡＬＹＳＩＳＢＡＳＥＤＯＮＳＵＲＦＡＣＥＡＮＤＤＥＥＰＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧＤＡＴＡ
ＦＡＮＹｏｎｇｂｏＨＯＵＹｕｅｆｅｎｇＬＩＳｈｉｈａｉＬＩＵＸｉａｏｙｕ
－１，ｔｈｅｒａｔｅｏｆｓｕｒｆａｃｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓ１ｍｍ · ｄｔｈｒｅｅｍｏｎｔｈｓｂｅｆｏｒｅｔｈｅｒａｉｎａｎｄｄｅｅｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａ
４３ｍ；垮塌区后缘高程９８０ｍ，前缘高程９４０ｍ，地１０２
２２滑坡特征内蒙胜利露天矿东帮滑坡滑床位于表层砂土层５～２０ｍ，滑床平坦少起伏，滑床底面有地中，深约１下水流出；滑带发生在约１０ｍ厚的棕红、黄褐色的黏土层中；滑面位于滑带底部与滑床接触面上。胜利露天矿东帮滑坡滑带仅在滑坡中后部北边界处有少量出露，滑带厚度变化小；胜利露天矿东帮滑坡０ｍ，前后部薄，中滑体主要为表层砂土层，滑体厚２部厚。滑体主要为浅黄色粉砂、细砂、中砂和粗砂；胜利露天矿东帮滑坡后壁陡坎高约１５ｍ，后壁物质为杂填土及粉细砂。滑坡侧壁陡坎高约５～１０ｍ，北边界侧壁陡坎较高，南边界侧壁陡坎相对较低。
（中国科学院力学研究所北京１００１９０）
摘要拉线式滑坡地表及深部位移实时监测系统是测量滑坡地表及深部相对位移的监测仪器。通过对内蒙胜利露天矿东帮滑坡现场地质条件调查，分析了该滑坡的地质环境和滑坡特征，研究了内蒙胜利露天矿东帮滑坡发生的地质成因和环境成因。砂类土＋黏土＋砂质泥岩地层结构是胜利露天矿东帮滑坡发生的控制因素；露天矿不间断进行的开挖、爆破及其他外荷载是胜利露天矿东帮滑坡发生的影响因素；高强度、大量的降雨是胜利露天矿东帮滑坡发生的主要诱发因素。通过对布设在
－－－－收稿日期：２０１２１０２０；收到修改稿日期：２０１３０４０２．基金项目：国家自然科学基金项目（１１３０２２２９），国家９７３项目（２０１０ＣＢ７３１５０６），国家科技支撑计划（２０１２ＢＡＫ１０Ｂ００），国家自然科学基金项目（１１００２１４６）资助．第一作者简介：范永波，主要从事工程地质力学方面研究．Ｅｍａｉｌ：ｙｂｆａｎ＠ｉｍｅｃｈ．ａｃ．ｃｎ
［１～５］
点的相对位置变化，得到每一测点的相对位移量（图２）。通过固定点测量设备内部安装的滑轮式角度传感器记录的角度变化计算两点间的相对滑移位移量。３２深部位移监测深部位移监测仪地面以下的部分分为外管和内管，内管在不同的部位锚固有钢绞线，钢绞线由锚固点一直往上延续到地面以上，并绕过角位移传感器，在另一侧悬挂重物。当滑带发生错动时，通过角位移传感器记录位移量（图３）。东帮坡顶标高９８０ｍ，坡脚标高８００ｍ，边坡高度
ｓｔｏｒｍ，ａｔｔｈｅｓｔａｇｅｏｆｕｎｉｆｏｒｍｃｒｅｅｐｓｔａｇｅ．Ｉｔａｐｐｅａｒｓｔｒａｃｔｉｏｎｌａｎｄｓｌｉｄｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｄｅｅｐ，ｂｏｔｈｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｅｅｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｕｄｄｅｎｌｙ．ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｍａｉｎｓｕｎｃｈａｎｇｅｄ．ＡｆｔｅｒｔｈｅｒａｉｎｓｔｏｒｍＴｈｒｅｅｄｅｅｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｐｔｕｒｅｔｈｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｌｉｐｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｄｅｅｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＳｕｒｆａｃｅａｎｄｄｅｅｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｇｌｉｌａｎｄｓｌｉｄｅ，Ｃａｕｓｅｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅ，Ｒａｉｎｓｔｏｒｍ
－１胜利露天矿东帮的地表及深部位移监测数据分析，该滑坡在暴雨之前的３个月，地表位移速率为１ｍｍ ·ｄ，处于匀速蠕变阶
段，并且由坡顶到坡底，地表位移略有增大，呈牵引式下滑特点，深部位移基本没有变化，暴雨后，两者均发生突变，３种不同深部布设的位移监测点有效地捕捉了滑面大致位置及错动距离，可为该类滑坡的深部位移监测深度确定提供一定的借鉴和参考。关键词地表及深部位移监测胜利滑坡滑坡成因暴雨中图分类号：Ｏ３１９５６文献标识码：Ａ