边坡稳定性分析案例

Ⅲ-Ⅲ剖面边坡稳定性分析

一、工程概括

矿区位于禄劝县城130°方向、平距约10km 处的屏山镇崇德村委会境内。地理坐标（2000 国家大地系）极值：东经102° 31′ 0～5″102°31′ 4，6″北纬

25°48′ 4～5″25°29′ 2，3″面积0.6246km2。2.2.1 矿区地层出露简单，仅有二叠系、侏罗系及第四系出露。其中二叠系仅出露阳新组第一段（P1y1）和第二段（P1y2）。第一段（P1y1）：主要分布于矿区西部，在矿区北东部亦有小面积分布。第二段（P1y2）：大面积分布于矿区中部。侏罗系中统张河组（J2z ）仅分布于矿区南东角，与下伏地层呈假整合接触。第四系（Q ed1）广泛分布于矿区地形平缓及低洼处，在矿区南部成片集中分布。为残坡积之褐红、褐黄色粘土。

通过地表地质测量和深部钻探揭露情况，最终确定矿区共发育断层3 条，编号分别为F1、F2、F3。分述如下：

（1）F1 层：发育于矿区西南角，为区域小仓—银场箐逆断层的一部分。矿区内延伸长约680m，发育于阳新组第一段

（P1y1）地层中。走向北北东向，倾向东，倾角68°，沿断层带有辉绿岩脉发育。该断层对矿体及矿石质量影响较小。

（2）F2 层：发育于矿区北部，局部地段地貌上形成冲沟负地形。矿区内延伸长约360m。断层走向近东西向，倾向北，倾角79°。

（3）F3 层：发育于矿区北东部边缘，地貌上显示冲沟负地形，矿区内延伸长约1027m。断层走向北北东—北东，倾向南东，倾角70°，

二、矿体分区

根据禄劝县崇德三层岩石灰岩矿开采实际情况并结合前述分区的原则及变更设计的要求，禄劝县崇德三层岩石灰岩矿露天边坡工程地质分区主要是依据“边坡所处位置、边坡高度、岩体优势结构面产状及与边坡的组合关系，将禄劝县崇德三层岩石灰岩矿露天边坡矿权境界分为三个边坡稳定性评价区域：1、2、3

区，各分区的边坡概况如图所示，其中1 区的分析剖面为Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ-Ⅰ剖面，2 区的分析剖面为Ⅰ-Ⅰ，3 区的分析剖面为Ⅰ-Ⅰ剖面。

三、剖面选择

现选取Ⅰ-Ⅰ剖面进行分析。根据勘察资料，Ⅰ-Ⅰ剖面最终境界标高为2210m～2040m，开挖高度330m，Ⅰ-Ⅰ剖面最终境界330m 边坡模型如下：

赤平投影定性分析

、断层对边坡稳定性影响

根据详查报告，确定矿区内共发育断层3 条，分别编号为

F1、F2、F3。断层的详细信息如下:

1)F1 层：发育于矿区西南角，为区域小仓—银场箐逆断层的一部分。矿区内延伸长约680m，倾向98°，倾角68°。坡面倾向53°，倾角44°。赤平投影图如下，

分析结果：断层F1 与坡面L1 斜交，夹角小于45°，但因断

层离矿坑较远(平距>100m)，最终对边坡稳定性影响不大。

2)F2 层：发育于矿区北部，局部地段地貌上形成冲沟负

地形。 矿区内延伸长约 360m ，断层倾向向北， 倾角 79°，坡面倾

向 117°，倾角 44°。赤平投影图如下：

分析结果：断层 F 2 与坡面 L 1斜交，夹角大于 系对边坡稳定性有利。

（3）F 3 层：发育于矿区北东部边缘， 矿区内延伸长约 1027m 断层走向北北东—北东，倾向 123°，倾角 70°。坡面倾向

53°， 倾角 44°。赤平投影图如下，

45°，组合关

分析结果：断层F3 与坡面L 1斜交，夹角大于45°，组

合关

系对边坡稳定性有利

通过上述分析，断层的存在对矿区边坡的最终稳定性没有太大的影响。

、结构面对边坡稳定性影响

根据矿区天然边坡实地测量资料，将露天边坡分为1、2、3 三个开挖区域：1 区边坡产状：117°∠ 44°，2 区边坡产状：47°∠ 44°，3 区边坡产状：27°∠ 44°。

根据现场结构面调查测绘的统计分析结果，矿区主要发育4 组构造节理。分别为J1（倾向282°，倾角77°）；J2（倾向215），倾

角68°）；J3（倾向167°，倾角73°）；J4（倾向117°，倾角26°）

根据四组构造节理与三个开挖坡面的组合关系， 做出相应的 赤平投影图 :

1) 一区坡面与四组结构面的组合分析

分析结果： J 1 结构面倾向与坡面倾向相反， J 2 J 3 与坡面斜交，但 夹角大于 40°对边坡稳定性有利， J 4 与坡面倾向相同， 且倾角小 于坡脚，对边坡稳定性不利，易导致局部失稳。 J 2 J 3 J 4组合交线 可能切割出顺倾棱锥体，对边坡不利，因此，该边坡不稳定。

2) 二区坡面与四组结构面的组合分析

分析结果：J2与坡面倾向相反，对稳定性有利。J1 J3 J4与坡面

斜交，角度大于40°，对稳定性有利。其组合交线对边坡有

利，该边坡基本稳定。

3)三区坡面与四组结构面的组合分析分析结果：J2与坡面倾向相反，对稳定性有利。J1 J3 J4与坡面斜交，角度大于40°，对稳定性有利。其组合交线对边坡有利，该边坡基本稳定。

定量分析

一、边坡定量分析--- 迈达斯

选取剖面Ⅰ-Ⅰ进行稳定性分析。根据勘察资料可知，Ⅰ-Ⅰ剖面最终境界标高为2210m～1880m，总开挖高度为330m，其地层岩性及相关物理力学参数如下：

岩性天然重度粘聚力 c 内摩擦角

灰岩27 295 33 现由迈达斯软件对边坡结构进行分析，迈达斯所采用的方法是强度折减法，其基本原理是将强度指标c 和tanφ按下式进行折减，采用折减的强度指标c e、φ e 进行计算，使边坡处于临界破坏状态时对应的Fs 值就是边坡最小安全系数。

C F C/F s F tan 1((tan )/F s) fF C F tan F