据弹性理论：
每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态
水平应力=上覆岩层重力×侧压应力系数
构造应力场内：自重应力
水平应力
铅直应力
李四光《地质力学理论》
非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍
2.6其他因素影响
一、露天矿存在年限
具体讲应指边坡服务年限
时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些
二、边坡形状
凹形：侧向阻力大，稳定性好
凸性：侧向阻力小，稳定性不好
但凸性边坡剥离量最小，经济合理
三、地形荷载：外排土场就近位置
推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。
3—1 边坡工程地质工作程序
一、边坡工程工作主要任务：
1、搜集影响边坡稳定性的各项因素；
2、分析边坡岩体的稳定性：
—查明岩体中结构面分布及岩性变化；
—分析潜在滑面；
—建立滑动模式。
二、边坡工程地质工作程序：
三、1、区域地质背景；
四、2、矿区地质构造；
五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件；
六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件；
七、5、露天矿边坡工程地质分区。
三、露天矿边坡各阶段的工作内容
-矿山地质勘探报告；
-露天矿设计阶段；
-投产以后岩层暴露。
1、岩性分布；
2、地质结构面分布
3、出水点；
4、采掘台阶现状；
5、工程地质分区及剖面线；
6、岩石力学试验取样地点
3—2 岩体结构面的调查
主要调查节理、岩层面产状、密度。
方法：地面测量；钻孔。
一、结构面地面调查（表3-1为调查内容）
二、钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。
（一）岩芯定向三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴
线（旋转的某一基准线）。
第五章边坡稳定性计算
5.1概述
一、边坡岩体内部分析
1、有两种运动
a、相对静止：边坡稳定
b、显著变动：滑坡（变动非常复杂）
2、滑坡原因
a、驱动滑坡因素
荷载
震动
水
构造应力
温差应力
b、抗滑能力
岩体强度
二、露天采场边坡
1、高大边坡
2、暴露岩层多
3、地质构造面纵横交错
4、水文及工程地质条件复杂
因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。
三、目前研究现状及任务
1、土体边坡稳定研究，解决岩石边坡有许多问题
2、露天边坡稳定计算任务
a、验算已有边坡的稳定性，以便决定是否采取防护措施，并作为防护设施设计的依据。
b、设计露天矿合理边坡角，在已知开采深度，设计既经济合理又安全的边坡角。
c、边坡的技术原理
Ⅰ、到界边帮台阶的减震爆破
Ⅱ、防排水
Ⅲ、伞檐处理
管理不善，缓坡可能滑坡，管理好陡帮也可能安全（例如平装西露天矿）结合生产工艺
3、经验法选取边帮稳定角
爆破<40度 金属矿<50度
4、边坡稳定表示方法
当 Fs<1，滑坡
当 Fs=1，极限平衡
当 Fs>1，稳定。保守起见: =1.1－1.5，多数取1.3。
根据边坡服务年限选取不同值
四、本章研究内容：
1、确定边坡岩体内最危险区
2、分析区内的全部作用力
3、求FS
4、判断稳定程度
5.2计算基础及方法分类
一、边坡稳定分析步骤
1、确定滑面
2、分析滑面上的作用力及反作用力，建立平衡条件
二、计算方法 1、刚性极限平衡法
①、将滑体视为刚体
②、滑体的位移是剪切破坏 ③、滑体在滑面上的平衡条件，应用滑块在斜坡上的平衡原理
2、有限元法
3、概率法
5.3平面滑面计算法
边坡沿某一倾斜面滑动，发生在以下条件：
1、滑面走向与边坡走向平行或近于平行（）度左右
2、滑面出露在坡面上，二者相交在坡面上
3、滑体两侧有裂面，侧阻力小（略） 一、边坡内有确定的滑面及垂直裂隙 (一)、数学分析法 设：1
2、滑体重力W ，水压U 及V 条件为：
滑力
下抗滑F F Fs =0
=++T N W W T N ?
χβββtan )sin cos (cos sin V U W CA V W --+≤+1csc )(21?-=βγZ H z U w w 221w w z V γ=
当断裂出露在坡顶时：
当断裂出露在坡面时：
边坡的稳定程度，以稳定系数表示，抗滑力与滑动力之比：
C=0
（二）矢量法
力多边形封闭为平衡状态
步骤： 1、绘铅直重力矢W ，比例自选
2、接W 之首绘V 矢，与W 方向垂直
3、接V 之首绘U 矢，与铅直方向成β角
4、接U 之首绘反力矢N ，与铅直方向与U 同
5、求封闭力矢S ，其方向平行滑面，指向与滑动方向相反。
自W 之尾绘线，使其平行滑面，并与N 矢相垂交，便是所求平衡抗力S 。 抗力中摩擦阻力 接U 绘拐角φ，在S 线上截取便是 稳定系数：
二、边坡内无确定的滑面，最危险滑面位置可分析求得
1、滑面临界倾角（不计U 、V ） 平衡方程：
又由于：
故：
或： )}(cot )(21]cos cos csc )[(cos csc ){(2
1Z H Z H H H Z H Z H W ------+-=βαββββγ}cot cot ])/(1{[2122αβγ--=H Z H )}1cot (cot cot ])/(1{[2122--=αββγH Z H W 下滑力
抗滑力=n ββ?ββcos sin tan )sin cos (V W V U W CA +--+=
g
AC F Fs +=?
tan N F =β?ββsin tan cos sin CH W W +=)sin(sin sin 22βαβ
αγ-=H W α?βββαγsin )tan cos )(sin sin(2--=H C ?
αβ?ββcos /)sin(tan cos sin -=-?α?ββαγcos sin )
sin()sin(2--=H C )
cos()sin(cos sin 2?ββα?αγ--=C H
令：
最后解得： （最危险滑面倾角）（排土台阶，土边坡，锡盟地区）
α<45度多为圆弧滑坡， 坡角较大时，多为平面滑面
2、直立边坡的临界高度：
当边坡垂直时，α=90度
所以：
带入整理后得： 应用公式：
教材中：
方法二： 5－7式将 代入上式可得： 对于垂直边坡时，α=90°：
把α=90°代入5－7式：
以上绘制曲线图5－6：
说明： 1、垂直边坡的高度大于上式值时，岩体自重力足， 以使边坡产生剪切破坏，滑坡。 2、小于上式值时，处于弹性应力状态，不发生剪切位移。 3、任意边坡滑动时，剪切面仅在距坡顶一定的深度即 以下方能产生，以上岩层成为
弹性层，它的破坏呈拉断。
抗拉强度小于抗剪强度
0=β
d dH )(sin )(sin )]cos()sin()cos()[sin(sin cos 222?ββαβα?β?ββα??γβ--------=C d dH )(21?αβ+=er ?ββtan cos sin 9090W CA W +=902cot 2βγH W ＝90sin βH A ＝?ββγβββγtan cos cot 2sin sin cot 2909029090902H H C H +＝?ββγββγtan sin cos 2sin cos 290909090H C H +＝2
4590φβ+?＝)2
45cot(490?-?=r C H αααααcos 1sin sin cos 12cot -=+=αααααsin cos 1cos 1sin 2tan -=+=)2 45tan(490?+?=r C H )cos()sin(cos sin 2?ββα?αγ--=C H )(21?αγβ+=c )cos(1cos sin 4?α?αγγ--=C Hc ??γγsin 1cos 4-=C Hc )2 45tan(4?γγ+?=C Hc )sin(csc cos 290?ββ?γ-=C H 垂直边坡极限高
β0°
90°圆弧滑面崩落平面滑面
4、当边坡体内某局部开始达到塑性变形，而远未形成滑坡之前，坡顶处便首先出现
垂直张裂隙，往往称作为滑坡的前兆特征，用来预报即将发生滑坡。
存在最小的极限高度，相对应的弱面倾角为：
当C=0时，张性断裂时，岩石坚硬：
极限平衡
说明：当C 趋于0
即： 为增加边坡稳定性,减少坡高和削坡是无益的,子。 三、边坡内无确定的拉张裂缝，其最危险的位置可分析求得
1、滑体稳定系数
将
带入上式 2、拉张裂缝的临界高度
解Fs 的极限值（最小化） 不考虑水的因素，一般采用减弱系数法处理，分步微分法
设：
求Fs 极值，设 ，用分步微分法：令 又知：
， ，
令：
得：
∞→??????→→≤90900H ββ?β2 4590φβ+?＝1tan tan sin tan cos ===β?β?βW W Fs φβ=φβα>>β?ββcsc )(tan cos sin Z H C W W -+<}cot cot ])/(1{[2122αβγ--=H Z H W ββ?βsin csc )(tan cos W Z H C W Fs -+=下滑力抗滑力βαβγβ?βsin }cot cot ])/[(1{21csc )(tan cot 22---+=H Z H Z H C ?ββαβγβtan cot sin }cot cot ])/[(1{21csc )/1(2+---=H Z H H Z C )
cos /1(βH Z P -=βαβsin }cot cot ])/(1{[2--=H Z Q ?βγtan cot 2+=Q P H C Fs H Z /=εεεεd dQ Q Fs d dP P Fs d dFs ??+??=Q H C P Fs 12=??βεcsc -=d dP 22Q P H C Q Fs γ-=??ββεεsin cot 2-=d dQ 0=ε
d dFs 0tan cot 122=---βαεε222}sin ]cot cot )1{[(}sin cot cos )1(2]cot cot )1{[(2β
αβεγβββεεαβεε---+---=H C d dFs
3、滑体临界顶宽
从图中求：
代入上式：
四、实例分析
1、条件：已知某矿坡高382m ，坡角42度，断层倾角70度（弱面），宽度5m ， 求解①：Fs ，②：坡角
岩体力学性质：
闪长岩：
γ=27KN/m3 c=500－1000KPa
φ=40度
断层c'=0－30KPa
φ'=18度
2、滑动模式
经分析确定为平面滑动
3、稳定性计算：
αβγγtan tan H Zc H b c --=)tan cot 1(βαγ-=H Zc αββαtan tan )tan cot 1(H H H b cr ---=2/))tan cot 1(442(βαε--±=β
αεtan cot 1-=)tan cot 1(βαγ-=H Ze αββαtan tan )tan cot H H -=αβ
βαcot tan 1tan cot 2H H -=αβαcot cot cot H H -=)
cot cot cot (αβα-=H )cot cot cot (αβαγ-=H b c )]70(90cos[sin tan )]}70(90sin[cos {2
ββ?ββ-?-?++-?-?-=P W Cl P W Fs )70sin(70sin 2073θ-??=l
)70sin(sin tan )]70cos(cos [2ββ?ββ-?++-?-=P W Cl P W ?=70sin 22
w
w l P γ)70sin(23
1θγ-?=l l W )70sin()sin(31ββθ-?-=l l )70sin()70sin(32βθ-?-?=l l
边坡稳定性分析
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
浅谈土坡稳定性分析方法 摘要：土坝、路堤、河岸、挖坡以及山坡有可能因稳定性问题而产生滑坡。大片土体从上面滑下堆积于坡脚前。滑动也可能影响到深层，上部土体大幅度下滑而坡脚向上隆起，向外挤出，整个滑动体呈转动状。滑坡将危及到滑坡体及其附近人的生命和财产的安全。目前，边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务，对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。本文通过对土坡失稳原因分析，对目前常用的边坡稳定分析方法进行总结，以供学习和参考。 关键字：土坡；稳定性；方法 0 前言 边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体，由于坡表面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土（岩）自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土（岩）体内部某一个面上的滑动力超过了土（岩）体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡，也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。本文主要介绍目前常用的土坡稳定分析方法，学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。 1 土坡失稳原因分析 土坡的失稳受内部和外部因素制约，当超过土体平衡条件时，土坡便发生失稳现象。 产生滑动的内部因素主要有：（1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。（2）斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。（3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。
rw露天矿边坡稳定总结3
4、计算结果 度不同坡角θ=42－49° 粘聚力C=500－1000KPa 5.4圆弧画面计算方法 引言：适用范围 1、匀质土坡 2、露天矿的排土场 3、结构面与边坡面相反倾向的岩体边坡 一、纯粘性土（φ=0） 假设条件 1、滑体围绕一定轴心成钢体转动 2、画面通过坡脚或坡脚以下 力矩平衡条件分析边坡稳定性： 计算的圆弧是无数的 应从中确定出最危险滑面 Fs 最小者为最危险滑面 第一步：先假设一弧，通过坡脚，轴心为O 第二步：分析作用力 作用在圆弧上的力包括 1 2)4 321(l l -=Wa R l Fs C ＝ 下滑力矩抗滑力矩=
1、滑体重力W 2、沿弧面的粘聚力C 3、弧面上滑体所受的反力 第三步：建立极限平衡方程： 抗滑力矩= 滑动力矩 抗滑力矩 其中： 抗滑力矩 抗滑力矩 滑动力矩 a 为整个滑体，重心与转轴的力臂长V ABDF ，计算时分为V ABD ， 求各自力矩： β ω222 sin sin 42H CW R l C =Wa =R l C =WR l 2=2 2CWR =β sin H AD =β sin 221H AD AE == 2 2CWR =ω 222 sin sin 42H CW =Wa =) (AOD AODF AEDF V V V -) tan 31 tan 61tan 21)(tan 1tan 1(23 α ββαβγ+--=H M ABD ω sin R AE =ω βωβωsin sin 2sin 1sin 2sin H H AE R = ==
又： 平衡方程：抗滑力矩＝滑动力矩： 表达式，粘聚力值因圆弧的几何参数（W ，R ）而定。 解：C 极大值，可确定最危险滑弧面 即对β求导并求极大值得： β ωγsin sin 3 2 3R M AODF =ω βωγ23cos sin sin 3 2 R M AOD =β ωsin sin 2H R = )cos 1(sin sin 1222 23 ωβ ωγ-= -H M M AOD AODF β γ23 sin 12H M M AOD AODF = -) 6 1 tan 31tan tan 21tan tan 21tan tan 21(sin sin 44222+-+-= αβααωβωωβωγH C ) ,,(4 βωαγf H C = 0=??β f ω ωαωαωωωωωα ωωωωωωαωβtan )tan tan 3 1 tan 3tan 21)(sin cos 2(sin tan tan )sin 2(sin )tan (tan tan --+---+= co
露天矿山边坡稳定安全管理措施采矿生产过程中出现的边坡有露天采矿的边帮、排土场的边坡、地下采矿排弃的废石堆。排土场的边坡和废石堆具有共同的特征。 1边坡稳定 1.1边坡稳定的规定 (1)正常生产时期对采场工作帮应每季度检查一次,高陡边帮应每月检查一次,不稳定区段在暴雨过后应及时检查,对运输和行人的非工作帮,应定期进行安全稳定性检查(雨季应加强)。 (2)邻近最终边坡作业,应采用控制爆破减震;应按设计确定的宽度预留安全平台、清扫平台、运输平台;应保持台阶的安全坡面角,不应超挖坡底;局部边坡发生坍塌时,应及时报告矿有关主管部门,并采取有效的处理措施;每个台阶采掘结束,均应及时清理平台上的疏松岩土和坡面上的浮石,并组织矿有关部门验收。 (3)临近边坡排弃废石时,应保证边坡的稳固,防止滚石、滑塌的危害。且注意废石场荷载对边坡的影响 (4)应根据最终边坡的稳定类型、分区特点确定边坡各区监测级别。对边坡应进行定点定期观测,包括坡体表面和内部位移观测、地下水位动态观测、爆破震动观测等。 (5)遇有岩层内倾于采场且设计边坡角大于岩层倾角,有
多组节理、裂隙空间组合结构面内倾采场,有较大软弱结构面切割边坡、构成不稳定的潜在滑坡体的边坡,应事先采取有效的安全措施,管理边坡的稳定及安全。 1.2边坡安全管理的措施 (1)确定合理的台阶高度和平台宽度,台阶高度与埋藏条件和矿岩力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求有关,一般不超过15m。平台宽度影响边坡角的大小、边坡的稳定性。工作平台宽度一般为30~40m。 (2)正确选择台阶坡面角和最终边坡角,台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关,较稳定的矿岩,工作台阶坡面角不大于55°;坚硬稳固的矿岩,工作台阶坡面角不大于75°。 (3)选用合理的开采顺序和推进方向,坚持从上到下的开采顺序,坚持打下向孔或倾斜炮孔,杜绝在作业台阶底部进行掏底开采,避免边坡形成伞檐状和空洞。选用从上盘向下盘的采剥推进模式。 (4)合理进行爆破作业,减少爆破震动对边坡的影响,应采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术,并严格控制同时爆破的炸药量。在采场内尽量不用抛掷爆破应采用松动爆破,以防止飞石伤人,减少对边坡的破坏。 (5)有边坡滑动倾向的矿山,必须采取有效的安全措施。露天矿有变形和滑动迹象，必须设立专门观测点,定期观测记录
第9章边坡稳定性分析 学习指导：本章介绍了边坡的破坏类型，即：岩崩和岩滑；着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法，包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法；介绍了岩坡处理的措施。 重点：1边坡的变形与破坏类型； 2影响边坡稳定性的因素； 3边坡稳定性分析与评价。 9.1 边坡的变形与破坏类型 9.1.1 概述 随着社会进步及经济发展，越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题，通过长期的工程实践，工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系，并通过理论对人类工程活动，进行有效地指导。近年来，随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展，人类已认识到：边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展，而是与人类活动密切相关；人类在进行生产建设的同时，必须顾及到边坡的环境效应，并且把人类的发展置于环境之中，因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域，在这些领域中，边坡作为地质工程的分支之一，一直是人们研究的重点课题之一。 在水电、交通、采矿等诸多的领域，边坡工程都是整体工程不可分割的部分，为保证工程运行安全及节约经费，广大学者对边坡的演化规律、边坡稳定性及滑坡预测预报等进行了广泛研究。然而，随着人类工程活动的规模扩大及经济建设的急剧发展，边坡工程中普遍出现了高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题。在我国，目前的露天采矿的人工边坡已高达300—500m，而水电工程中遇到的天然边坡高度已达500—1000米，其中涉及的工程地质问题极为复杂，特别是在西南山区，边坡的变形、破坏极为普遍，滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。 因此，广大工程地质和岩石力学工作者对此问题进行了长期不懈的探索研究，取得了很大的进展；从初期的工程地质类比法、历史成因分析法等定性研究发展到极限平衡法、数值分析法等定量分析法，进而发展到系统分析法、可靠度方法灰色系统方法等不确定性方法，同时辅以物理模拟方法，并且诞生了工程地质力学理论、岩(土)体结构控制论等，这些无疑为边坡工程及滑坡预报研究奠定了坚实的基础，为人类工程建设做出了重大贡献。 在工程中常要遇到岩坡稳定的问题，例如在大坝施工过程中，坝肩开挖破坏了自然坡脚，使得岩体内部应力重新分布，常常发生岩坡的不稳定现象。又如在引水隧洞的进出口部位的边坡、溢洪道开挖的边坡、渠道的边坡以及公路、铁路、采矿工程等等都会遇到岩坡稳定的
露天矿边坡稳定总结3 4、计算结果度不同坡角θ=42－49°，冲水条件粘聚力C=500－1000KPa，计算结果见表5-1结论：边坡尚可适当加陡5.4圆弧画面计算方法引言：适用范围1、匀质土坡2、露天矿的排土场3、结构面与边坡面相反倾向的岩体边坡一、纯粘性土（φ=0）假设条件1、滑体围绕一定轴心成钢体转动2、画面通过坡脚或坡脚以下力矩平衡条件分析边坡稳定性： 计算的圆弧是无数的应从中确定出最危险滑面Fs最小者为最危险滑面第一步：先假设一弧，通过坡脚，轴心为O第二步：分析作用力作用在圆弧上的力包括1、滑体重力W2、沿弧面的粘聚力C3、弧面上滑体所受的反力第三步：建立极限平衡方程： 抗滑力矩=滑动力矩抗滑力矩其中： 抗滑力矩抗滑力矩滑动力矩a为整个滑体，重心与转轴的力臂长VABDF，计算时分为VABD，求各自力矩： 又： 平衡方程：抗滑力矩＝滑动力矩： 表达式，粘聚力值因圆弧的几何参数（W，R）而定。 解：C极大值，可确定最危险滑弧面即对β求导并求极大值得： 联立5－18，5－19两式子，用数值解法绘制成图5－12； 从图5－12可求得不同坡角α之下的ω，β;而α，ω，β三个值代入5－17式，可求H，也可将5－17式绘制成图，直接可取用数值： α=90度，极限坡高二、兼有C和φ时的条分法将滑体划分为垂直分条1、滑动力矩Md为各分条的重力Wi与重力线对圆心取矩Xi的乘积之和即βi为分条底滑面倾角2、抗滑力矩Mr为各分条在滑面上所能提供的最大抗剪力Si与滑弧半径的乘积之和3、滑体的稳定系数Fs第六章滑坡防治引言：防治滑坡工作特点1、提高边帮角，减小剥采比，获较大的经济效益。 2、允许有一定的边坡破坏概率。 3、实践证明，加大边坡角有最优区间，并非边帮角越大越好，应考虑综合效率（如运输费用）。 4、在生产过程中特别注意边坡岩体动态监测，工程地质和水文地质调查以及稳定分析工作，如发现滑坡征兆，及时防治滑坡，以免造成损失。 6.1滑坡防治方法类型及程序一、滑坡防治方法类型方法： 1、削坡，压坡脚； 削坡降低下滑力，提高Fs，压坡脚阻止滑体下滑，内排即为例证。 2、增大或维持边坡岩体强度 3、人工建造支挡物（人工加固）二、滑坡防治工作的一般程序1、进行有关滑坡原因的工程地质、水文地质的勘探工作2、截集并排出流入滑坡区的地表水3、疏干滑坡区域附近的地下水，或降低地下水位 4、削坡减载，反压坡脚或清除滑体，爆破减震等 5、采用人工支挡物或其他预防措施6.2大型预应力锚杆（索）一、概述1、采用大型预应力锚杆（索），增大帮坡角10－15度2、安装深度可达80m3、预应力可达到几百吨4、锚杆加固系统结构（如图6－3）锚头锚杆水平横梁锚固段金属网二、锚杆（索）加固边坡的工作原理1、固结锚固段（或越过滑面），利用分隔圈使钢筋混凝土固结牢固2、施加预应力3、拧紧锚头，形成锚杆（索）为中心的密合整体4、在若干锚杆（索）
露天矿边坡稳定 1.露天矿边坡的概念：露天采场四周由台阶、沟道及其附近土体、 岩体组成的斜坡，称为露天矿边坡或边帮。 2.露天采场到达最终境界时的边坡称为露天矿最终边坡或称非工作 帮边坡，在进行开采作业的边坡称为工作帮边坡。 3.露天矿边坡的破坏形式按其发生形态可分为剥落、崩落、滑动、 沉降、流动等几种基本形态（其中滑动有圆弧滑动、楔体滑动、平面滑动等形态） 剥落是指台阶坡顶面附近的松软裂隙土岩因风化、生产爆破、运输机械等震动作用沿台阶坡面下滚，堆积于坡底。 崩落是指边坡上大量陡立柱状或棱块状的土体、岩块向下倾倒、坍塌、移动，土体或岩块间有相对位移，边坡岩体内往往有倾角较大的结构面存在。 滑动是指完整的边坡土岩体沿其内部的一定的面或带，或边坡上部的松散堆积土岩沿其基底面做整体移动。 沉降是指边坡上原状的松散多孔土岩或排弃土岩，在其自重或上部机械重力作用下产生的一种垂直下沉变形。 流动是指饱水的松软土岩以4-5°甚至更缓的坡角沿台阶表面、基岩面或地面沟谷呈流体移动。 4.露天矿边坡的特点：1露天矿边坡较高，走向较长。2露天矿边坡 岩石主要是沉积岩，层理明显，软弱夹层较多，岩石强度较低。3露天矿边坡变形破坏的形式主要是滑坡。4露天矿边坡是开挖工程
形成的边坡，边坡岩体较破碎，而且一般不加维护，因而易受风化作用的影响。5露天矿采场每日频繁的进行爆破作业，边坡上常有运输设备运行，因而边坡常受震动影响。6露天最终边坡由上至下是逐渐形成的，上部和下部的服务年限不同。7露天矿边坡的不同地段要求达到稳定程度不同。8露天矿边坡对地质条件无可选择的余地，不能因地质条件不良而改址。 5.露天矿边坡稳定性的研究工作不可能一次完成，而应该贯穿于该 露天矿勘查设计与生产的全过程。 6.影响边坡稳定性的因素1岩石矿物组成2岩体结构面，结构体， 岩体结构（影响边坡稳定性的结构面主要有软弱夹层和弱层，岩层面和层理、断层、节理和裂隙、片理。岩体结构主要有：整体块状结构、层状结构，碎裂结构、散体结构）3水的影响4爆破作业，震动影响5构造应力影响6其他因素影响（露天矿存在年限、边坡形状等） 7.掌握赤平极射投影法 8.滑坡类型分析1结构面出现随机分布可能出现圆弧滑坡2有一组 优势结构面，其走向和倾向于边坡相近，倾角小于边坡可能出现平面滑坡3有两组优势结构面，其交线与边坡倾向相近，倾角小于边坡倾角可能出现楔体滑坡4倾倒破坏：有一组优势结构面，其走向于边坡走向相近，倾角接近90°。 9.岩石的物理性质：容重、比重、密度、孔隙率、含水率。 岩石的水理性质：吸水性、软化性、崩解性、透水性。
边坡稳定性分析研究及工程应用 摘要：边坡问题始终是岩土工程界所研究的主要问题之一。由于问题的复杂性，在边坡工程建设中，怎样对边坡的稳定性进行正确的分析并且制定行之有效的处 理与防治方案仍然是当前岩土工程领域的重点、难点所在。因此我们应当更加重 视对于边坡工程问题的稳定性分析。 关键词：边坡稳定性；工程应用；影响因素；工程应用 1边坡稳定性分析研究 1.1极限平衡分析法 极限平衡法是在分析边坡稳定性较早使用的一种方法，主要思想是在边坡滑 面的范围内，划分成若干个竖向或斜向的条块，通过对每个条块建立平衡方程来 建立整个边坡体的平衡方程，并求得边坡安全系数。常见的极限平衡法有Ordinary法或Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-price 法、Lowe-Karafiath法、Sarma法、不平衡推力法和传递系数法等。极限平衡法的 发展已较成熟，其理论也更加完善，计算方法也更加的严谨。特别是随着极限平 衡分析软件出现，用极限平衡法能够处理越来越复杂的问题，如复杂的多层地层、超孔隙水压力条件、各种线性非线性模型和各种的加载模型等。因此在边坡稳定 性分析中得到了相当广泛的应用。 1.2数值分析方法 1.2.1有限元法（FEM） 该法的基本原理是将连续的系统离散为一组单元的组合体，用在每个单元内 的求出近似解，再将所有单元按标准方法组合为一个与原有系统相近似的系统， 基于等价微分方程的积分原理组建节点平衡方程组，并利用虚功原理与最小势能 原理来求解。该法已发展的相当成熟，全面满足了静力平衡、应变相容和应力、 应变之间的本构关系。同时可以不受边坡几何形状的不规则和材料的不均匀性的 限制。有限元用的较多的软件如ABAQUS、ANSYS等。但在求解大变形、位移不 连续、无限域、和应力集中问题还有欠缺。计算常出现不收敛，这样会影响到数 值计算的可信度。 1.2.2离散单元法（DEM） 离散单元法是一种显示求解的动态数值方法。基本原理和有限单元法一样， 将区域划分若干个单元，通过单元间接触关系建立位移与力的相互作用规律，并 通过迭代利用显式时间差分法求解动力平衡方程。主要在大变形问题和动力稳定 问题上有较大优势。 1.2.3快速拉格朗日差分分析法（FLAC） 基本原理类同于离散单元法，此法弥补了有限元的一些不足，它能处理一般 的大变形问题，还能模拟支护结构与岩体的相互作用。较真实地反映实际材料的 在边坡分析中的运动过程，在边坡的稳定性分析及加固处理模拟中取得了满意的 结果。不足之处是在进行网格划分时存在主观性，不同的网格划分分析出来的结 果可能存在差异。近年来有学者专门对FLAC方法本身进行了探讨，其计算误差 值得关注。 1.2.4边界元法（BEM） 它是以定义在边界上的积分方程为控制方程，通过对边界离散插值，化为代
4、计算结果 度不同坡角θ=42－49°，冲水条件 粘聚力C=500－1000KPa ，计算结果见表5-1 结论：边坡尚可适当加陡 5.4圆弧画面计算方法 引言：适用围 1、匀质土坡 2、露天矿的排土场 3、结构面与边坡面相反倾向的岩体边坡 一、纯粘性土（φ=0） 假设条件 1、滑体围绕一定轴心成钢体转动 2、画面通过坡脚或坡脚以下 力矩平衡条件分析边坡稳定性： 计算的圆弧是无数的 应从中确定出最危险滑面 Fs 最小者为最危险滑面 第一步：先假设一弧，通过坡脚，轴心为O 第二步：分析作用力 作用在圆弧上的力包括 1、滑体重力W 2、沿弧面的粘聚力C 3、弧面上滑体所受的反力 第三步：建立极限平衡方程： 抗滑力矩= 滑动力矩 抗滑力矩 其中： 抗滑力矩 抗滑力矩 滑动力矩 a 为整个滑体，重心与转轴的力臂长VABDF ，计算时分为VABD ， 求各自力矩： 1 2)4 321(l l -=Wa R l Fs C ＝ 下滑力矩抗滑力矩= β ω222 sin sin 42H CW R l C =Wa =R l C =WR l 2=22CWR =βsin H AD =βsin 221H AD AE ==22CWR =ω 222 sin sin 42H CW =Wa =)(AOD AODF AEDF V V V -)tan 31 tan 61tan 21)(tan 1tan 1(23αββαβγ+--=H M ABD ωsin R AE =ω βωβωsin sin 2sin 1sin 2sin H H AE R ===
又： 平衡方程：抗滑力矩＝滑动力矩： 表达式，粘聚力值因圆弧的几何参数（W ，R ）而定。 解：C 极大值，可确定最危险滑弧面 即对β求导并求极大值得： 联立5－18，5－19两式子，用数值解法绘制成图5－12； 从图5－12可求得不同坡角α之下的ω，β;而α，ω，β三个值代入5－17式，可求H ，也可将5－17式绘制成图，直接可取用数值： βωγsin sin 32 3R M AODF =ωβωγ2 3cos sin sin 32R M AOD =βωsin sin 2H R =)cos 1(sin sin 1222 23ωβ ωγ-=-H M M AOD AODF β γ23 sin 12H M M AOD AODF =-)6 1tan 31tan tan 21tan tan 21tan tan 21(sin sin 442 2 2 +- +-=α βααωβωωβωγH C ),,(4 βωαγf H C =0=??β f ωωαωαωωωωωαωωωωωωαωβtan )tan tan 3 1 tan 3tan 21)(sin cos 2(sin tan tan )sin 2(sin )tan (tan tan --+---+=co )6 1tan 31tan tan 21tan tan 21tan tan 21(sin sin 442 22+-+-=αβααωβωωβωγH C ),,(4βωαγf H C =),,(14βωαγf C H =
露天矿边坡稳定性的影响因素与防治措施 发表时间：2019-06-17T15:43:35.027Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：田少平 [导读] 从而有效的提高工作人员的专业技能与综合素质，使其树立相应的安全文明理念，从而保障我国社会的健康发展。 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉 430000 摘要：滑坡是自然界中主要的地质灾害之一，给人类生命财产造成频繁而巨大的损失。人类的生产活动如矿山开挖、筑路、建坝等加剧滑坡的发生。经过一个多世纪的努力，人们已逐渐摸清了滑坡的规律，了解了边坡破坏机理并建立了一整套边坡稳定性分析方法。露天采矿产生的高陡边坡规模是其他工程领域内所罕见的。由于露天采矿场地无选择性，特别是在矿产资源日益减少的当代，露天矿边坡地质条件往往十分恶劣，国内外露天矿边坡破坏屡见不鲜。众所周知，采矿生产以经济效益为中心，以少剥岩多采矿为宗旨，和其他领域工程相比较，露天矿边坡又是服务年限较短的边坡，各种因素制约着采场边坡的稳定性。所有这些要求对露天采场边坡的工程地质、水文地质条件、岩体力学强度的充分掌握，对边坡稳定性分析方法要特别考究，尽量排除非精确因素，做出对边坡稳定性最客观的评价，并且尽量提高边坡角，为矿山减少成本，增加效益。 关键词：露天矿；边坡稳定性；影响因素；防治措施 1 露天矿边坡稳定性影响因素 1.1岩石矿物成分的影响 岩石与其它材料相比有着独特的特点。比如岩石具有明显的非均质性，各质点的力学性能不一样；岩石具有各向异性，沿着不同方向，其性质也不相同；岩石具有不连续性，岩体作为物理场，其性质变化并不连续。岩石体小块的强度通常都比自然岩体的强度要高的多，比如一个小石块具有的无侧限抗剪强度能够支撑起百米甚至千米高的稳定边坡。而在其弱面，即使边坡不高也可能会被破坏。研究岩体中软弱面的特征，明确几何形态、空间分布的不同性来估计其对于边坡稳定性有指导意义。不同种类的矿物强度不同，一些岩浆岩的原生矿物质地坚硬，能够接受采矿深度的岩体应力。但是另外一部分原生矿物，如Mg、Na、Ca等元素的化合物，由于容易溶解在水中，造成强度伴随时间的增长减小。长石类的物质在经过风化之后，分解成为次生粘土类物质，当中的一种蒙脱石类矿物由于透水性较弱但是吸水性强而容易导致滑坡，这是我国露天煤矿发生的顺层面滑坡的主要原因之一。 1.2构造应力的影响 边坡岩体属于地应力场的覆盖范围内。地应力主要包括温差应力、震动应力、水应力、地质构造形成的残余应力以及最主要的自重应力。而上述应力当中的构造应力则需要特别关注。构造运动的发生都会产生新的应力状态、边界条件与构造形迹，并且其状态与弹性理论计算的结果有很大差异。事实上，岩体内某一点的构造应力都是处于一定的构造应力场之中，产生的结果是历史发生在该处上的地质历史过程的函数，难以通过地质知识与力学公式计算得到，因此对于某一区域的构造应力确定需要当地实测。构造应力不仅能够使得边坡岩体趋向于采空区变形，导致边坡岩体自身裂缝进一步扩展，抑或造成新的卸荷裂隙，增加坡底位置应力集中，从而造成岩体强度的下降。综上所述，边坡的稳定性会因构造应力的存在而降低。 1.3开采过程震动力的影响 一是，由于爆破时产生的震动力会使得边坡滑动力增加；二是，由于爆破过程中，边坡岩体被破坏，这不仅使得岩体的强度降低，致使地下水和雨水容易沿着爆破产生的裂缝渗入岩石中，导致岩体风化加重。露天矿边坡所受的震动力大多数来自于爆破作业，除此之外还有部分作业设备产生的震动力，比如在露天矿台阶运行的工作设备和运输设备，以及挖掘机工作时产生的震动力，但这些设备对于边坡整体的稳定性损害很小。一些矿山在近些年采用了控制爆破技术，如预裂爆破、光面爆破和缓冲爆破等，对于减小边坡岩体的破坏有着良好的应用效果。 2 露天矿边坡危害的防范 2.1边坡靠界管理 在实践过程中发现，台阶的塌陷规模主要是由于不合理的靠界所引起，露天矿边坡受超采欠挖以及爆破影响比较严重，因此，针对露天矿边坡稳定开展全方位的紧密监控尤为重要。 靠界台阶清理。为了依照设计要求确保台阶顺利靠界，进行靠界台阶清理非常重要，能够更好的保证设计穿孔位置。 采矿设计境界现场标定。在现场放设计境界线，坐标点距通常为二十米，到转弯的区域进行加密。放设顶坡线进行上台阶靠界，设置破底线进行下台阶并段；依照设计标高对台阶进行适当的调整。 靠界爆破设计及施工。设置在二百毫米的孔径，依照爆破振动的现值合理的设置起爆炸药量，通过逐孔间隔的方式进行起爆。依照地质条件和岩性特征对爆破设计进行不断优化，促进爆破质量的提升。 靠界采掘与验收。采掘过程中要确保坡面的干净，不应当有岩和浮石等，调离设备前必须要做好相应的验收工作。 2.2日常边坡检查及维护 对已经出现的露天矿边坡进行人工查验，并制定有效的巡检制度，确保在发生边坡异常的情况下，及时的进行解决。特别是针对主要工作及重点设施方面上部的边坡地带，更应当加强重视力度，查找灾害的原因，并且对这些危险区域进行有效的清理，保证边坡的稳定性，以免发生边坡事故给人们的生命财产安全造成威胁。 2.3做好滑坡的监测工作 滑坡的监测工作可以及时的掌握岩石的位移情况，观察露天矿是否有发生滑坡的趋势。目前，我国在进行滑坡的监测工作时，主要使用的是智能远程监测系统，以此来及时的掌握边坡岩土内部应力变化与绳索加固结构。在滑坡的监测工作中，不仅要对边坡内应力变化的位置进行及时准确的反应，同时也需要对裂隙周围的剖面附近位置进行监测。 2.4边坡截排水工作 裂隙水存在与边坡岩体中，会形成静水压力，使得不连续的岩体抗剪切强度被减弱，使得岩体产生朝向临空面方向的水平推力被减
万方数据
万方数据
露天矿边坡稳定性雷达监测技术 作者：尼尔·哈里斯 作者单位：澳大利亚大地勘测技术公司(GroundProbe) 刊名： 中国煤炭 英文刊名：CHINA COAL 年，卷(期)：2009,35(5) 被引用次数：2次 本文读者也读过(7条) 1.付相超.刘玉福.FU Xiang-chao.LIU Yu-fu边坡稳定性雷达在黑岱沟露天煤矿的应用[期刊论文]-露天采矿技术2010(6) 2.郦苏丹.张翠.王正志基于相似性准则的SAR图像分割方法[期刊论文]-遥感学报2003,7(2) 3.蔡路军.马建军.周余奎.虞珏.柯清华.Cai Lujun.MA Jianjun.Zhou Yukui.YU Jue.Ke Qinghua岩质高边坡稳定性变形监测及应用[期刊论文]-金属矿山2005(8) 4.徐钟馗.王桂林.XU Zhong-kui.WANG Gui-lin SSR在露天矿高台阶变形监测中的应用[期刊论文]-露天采矿技术2010(6) 5.漆俊利.李仕雄.周训兵地质雷达在边坡勘测中的应用[期刊论文]-福建建设科技2011(1) 6.刘楚乔.梁开水.LIU Chu-qiao.LIANG Kai-shui岩质高边坡稳定性监测与评价方法研究综述[期刊论文]-工业安全与环保2008,34(3) 7.蔡美峰.李长洪.李军财.苗胜军GPS在深凹露天矿高陡边坡位移动态监测中的应用[期刊论文]-中国矿业2004,13(9) 引证文献(2条) 1.付相超.刘玉福边坡稳定性雷达在黑岱沟露天煤矿的应用[期刊论文]-露天采矿技术 2010(6) 2.张宝才.刘树森.陈庆丰.赵洪宝.柳峥大孤山铁矿边帮运输巷道破坏机理研究[期刊论文]-采矿与安全工程学报2011(1) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/7218978933.html,/Periodical_zgmt200905039.aspx
每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态水平应力=上覆岩层重力X侧压应力系数构造应力场内：自重应力 水平应力铅直应力 李四光《地质力学理论》非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍 2.6其他因素影响 一、露天矿存在年限 具体讲应指边坡服务年限 时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些 二、边坡形状 凹形：侧向阻力大，稳定性好 凸性：侧向阻力小，稳定性不好 但凸性边坡剥离量最小，经济合理 三、地形荷载：外排土场就近位置 推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。 3 —1边坡工程地质工作程序 一、边坡工程工作主要任务： 1、搜集影响边坡稳定性的各项因素； 2、分析边坡岩体的稳定性： —查明岩体中结构面分布及岩性变化； —分析潜在滑面； —建立滑动模式。 二、边坡工程地质工作程序： 三、1、区域地质背景； 四、2、矿区地质构造； 五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件； 六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件； 七、5、露天矿边坡工程地质分区。 三、露天矿边坡各阶段的工作内容 -矿山地质勘探报告； -露天矿设计阶段； -投产以后岩层暴露。 1、岩性分布； 2、地质结构面分布 3、出水点； 4、采掘台阶现状； 5、工程地质分区及剖面线； 6、岩石力学试验取样地点 3—2岩体结构面的调查主要调查节理、岩层面产状、密度。
方法：地面测量；钻孔。 一、 结构面地面调查（表 3-1为调查内容） 二、 钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。 （一）岩芯定向 三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴 线（旋转的某一基准线）。 第五章边坡稳定性计算 5.1概述 一、边坡岩体内部分析 1、有两种运动 a 、 相对静止：边坡稳定 b 、 显着变动：滑坡（变动非常复杂） 2、滑坡原因 a 驱动滑坡因素 震动 水 构造应力 温差应力 b 、抗滑能力 岩体强度 二、 露天采场边坡 1、 高大边坡 2、 暴露岩层多 3、 地质构造面纵横交错 4、 水文及工程地质条件复杂 因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。 三、 目前研究现状及任务 1、 土体边坡稳定研究，解决岩石边坡有许多问题 2、 露天边坡稳定计算任务 a 验算已有边坡的稳定性，以便决定是否采取防护措施，并作为防护设施设计的依据。 b 、 设计露天矿合理边坡角，在已知开采深度，设计既经济合理又安全的边坡角。 c 、 边坡的技术原理 I 、到界边帮台阶的减震爆破 n 、防排水 川、伞檐处理 管理不善，缓坡可能滑坡，管理好陡帮也可能安全（例如平装西露天矿）结合生产工艺 3、 经验法选取边帮稳定角 爆破<40度 金属矿<50度 4、边坡稳定表示方法 当 Fs<1，滑坡 四、本章研究内容： 当 Fs=1，极限平衡 当 Fs>1，稳定。保守起见 根据边坡服务年限选取不同值 :=Fs F 抗滑数取 滑力 1.3。
商丘毕冕文化传播有限公司创新性实验计划项目 项目名称：基坑边坡稳定性分析设计软件开发
一、项目组成员情况介绍（包括自身具备的知识、特长、兴趣，参加过的科技创新活 动等） 项目组成员跨专业跨学科分布，涉及知识面广。作为工程专业学生，已经 熟练掌握土力学的知识，以及边坡工程稳定性分析设计的方法，做了大量的练 习并且接触了多个实际工程案例。除此之外，团队成员在学习中也接触和学习 了计算机辅助设计，已经掌握了CAD制图以及CAD的二次开发编程语言autolisp，可以使用该语言进行二次开发，然后使用windows MFC将其封装成 为可以方便安装使用的可执行安装包。方便使用，高效便捷，创造较高的工程 效益和经济效益。 之前在指导老师的帮助下，申请了一个软件著作权登记证书。《室内土工实验 数据计算绘图软件》，是通过计算机编程的方法解决工程实验中的难题，取得 良好效果，获得河南省教育厅举办的教育信息化应用成果奖二等奖、河南省电 化教育馆优秀论文三等奖。 项目组成员思想积极活跃，参加国家级创新创业项目，结构模型设计比赛等。 项目组成员熟悉计算机图形学以及土木工程信息技术，具有较好的编程能力。二、项目研究背景 目前建筑物建设高度越来越高，在施工时往往需要开挖深基坑。基坑开挖时有 放坡开挖和支护开挖方式。无论是放坡开挖还是支护开挖，都需要事先对基坑 工程进行设计。在设计过程中需要做大量的计算工作，这些计算工作使用程序 软件计算替代工程师手算，会增加工作效率提高准确性。目前，项目团队已经 做了不少工作，已经申请了一项软件著作权《室内土工实验数据计算绘图软件》，可以计算出土体的力学参数。结合土体的性质，我们已经掌握了进行土 体边坡稳定性分析的计算方法和流程。现在需要通过写程序，把传统上手算流程，用程序进行计算和设计。尤其是在城市市区，开挖施工场地的局限，往往 需要对基坑边坡进行验证和支护，以免对邻近的周围其他建筑物造成不利影响。通过我们的这个项目，把之前繁芜复杂的验算和设计流程编制成计算机程序， 对边坡工程和基坑稳定的验证和设计变得轻松简单，实现更高的社会效益和经 济效益。 三、国内外的研究现状及研究意义
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021年露天矿边坡管理 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2021年露天矿边坡管理 随着我国露天矿山开采技术的飞速发展，露天矿的开采境界不断扩大，深度不断增加，边坡的高度和面积也不断增加，由此造成边坡的不稳定因素增多。再加上一些矿山企业不按照矿山设计规范开采，只顾眼前利益，违反国家《矿产资源法》的规定，乱挖滥采，对边坡管理不善，最终导致边坡发生大面积岩体滑坡或崩落坍塌事故，造成职工伤亡，给国家财产造成重大损失。因此，矿山企业负责人必须加强对边坡的管理，制定切实可行的安全管理措施，确保边坡的稳定。 一、露天矿边坡的结构及特点 露天开采时，通常是把矿岩划成一定厚度的水平层，自上而下逐层开采。这种开采的结果使露天矿场的周边形成阶梯状的台阶，多个台阶组成的斜坡称为露天矿边坡。 (一)边坡组成要素
露天矿边坡按其在采场所处的位置不同可分为： ①底帮边坡，位于矿体底盘一侧的边坡。②顶帮边坡，位于矿体顶盘一侧的边坡。③端帮边坡，位于矿体两端部的边坡。台阶是露天矿边坡的基本组成部分，其结构要素如图4—20所示。 台阶上部水平面称为台阶上郡平盘(图4—20中的1)；台阶下部水平面称为台阶下部平盘(图4—20中的2)；上、下平盘之间已采掘。暴露部分的倾斜面称为台阶坡面(图4—20中的3)；台阶坡面与下部平盘的夹角称为台阶坡面角(图4—20中的a)；上、下两平盘之间的垂直距离称为台阶高度(图4—20中的h)；上部平盘与台阶坡面的交线称为台阶坡顶线(图4—20的4)；下部平盘与台阶坡面的交线为台阶坡底线(图4—20中的5)。 露天边坡组成的要素如图4—21所示。 露天矿最终边坡：是指已开采结束到达最终境界而留下的台阶所组成的边坡。 最终边坡坡面：最终边坡最上部一个台阶的坡顶线和最下部一个非工作台阶的坡底线所做的假想斜面。如图4—21中的AC与BD
据弹性理论： 每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态 水平应力=上覆岩层重力×侧压应力系数 构造应力场内：自重应力 水平应力 铅直应力 李四光《地质力学理论》 非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍 2.6其他因素影响 一、露天矿存在年限 具体讲应指边坡服务年限 时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些 二、边坡形状 凹形：侧向阻力大，稳定性好 凸性：侧向阻力小，稳定性不好 但凸性边坡剥离量最小，经济合理 三、地形荷载：外排土场就近位置 推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。 3—1边坡工程地质工作程序 一、边坡工程工作主要任务： 1、搜集影响边坡稳定性的各项因素； 2、分析边坡岩体的稳定性：
—查明岩体中结构面分布及岩性变化； —分析潜在滑面； —建立滑动模式。 二、边坡工程地质工作程序： 三、1、区域地质背景； 四、2、矿区地质构造； 五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件； 六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件； 七、5、露天矿边坡工程地质分区。 三、露天矿边坡各阶段的工作内容 -矿山地质勘探报告； -露天矿设计阶段； -投产以后岩层暴露。 1、岩性分布； 2、地质结构面分布 3、出水点； 4、采掘台阶现状； 5、工程地质分区及剖面线； 6、岩石力学试验取样地点 3—2岩体结构面的调查 主要调查节理、岩层面产状、密度。 方法：地面测量；钻孔。 一、结构面地面调查（表3-1为调查内容） 二、钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。
（一）岩芯定向三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴 线（旋转的某一基准线）。 第五章边坡稳定性计算 5.1概述 一、边坡岩体内部分析 1、有两种运动 a、相对静止：边坡稳定 b、显着变动：滑坡（变动非常复杂） 2、滑坡原因 a、驱动滑坡因素 荷载 震动 水 构造应力 温差应力 b、抗滑能力 岩体强度 二、露天采场边坡 1、高大边坡 2、暴露岩层多 3、地质构造面纵横交错 4、水文及工程地质条件复杂 因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。 三、目前研究现状及任务
... . . 土坡稳定性计算书 本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业、《实用土木工程手册》第三版文渊编著人民教同、《地基与基础》第三版中国建筑工业、《土力学》等相关文献进行编制。 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息: 条分方法：瑞典条分法； 考虑地下水位影响； 基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：1.56； 基坑侧水位到坑顶的距离(m)：14.000； 放坡参数： 序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 条分块数 0 3.50 3.50 2.00 0.00 1 4.50 4.50 3.00 0.00 2 6.20 6.20 3.00 0.00 荷载参数： 土层参数：
序号土名称 土厚 度 （m） 坑壁土的重 度γ(kN/m3) 坑壁土的摩 擦角φ(°) 粘聚力 （kPa） 饱容重 (kN/m3) 1 粉质粘土15 20.5 10 10 20.5 二、计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着： 1、土条自重， 2、作用于土条弧面上的法向反力， 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规》要求，安全系数要满足>=1.3的要求。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规》要求，安全系数要满足>=1.3的要求。 三、计算公式:
山西某某煤业有限公司露天煤矿山西某某煤业露天煤矿边坡稳定措施 编制： 审核： 审批：
山西某某煤业有限公司露天煤矿 二0一三年七月一日
山西某某煤业露天煤矿边坡稳定措施 1．确定合理的台阶高度和平台宽度 合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业安全都具有重要的意义。确定台阶高度要考虑矿岩的埋藏条件和力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求，一般不超过10 米。平台宽度不但影响边坡角的大小，也影响边坡的稳定。工作平台宽度取决于所采用的采掘运输设备的要求和爆堆的宽度。 2．正确选择台阶坡面角和最终边坡角台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关。工作台阶坡面角的大小在各类矿山安全规程都作了详细的规定。在一般情况下，其大小取决于矿岩的性质：松软矿岩，工作台阶坡面角不大于所开采矿岩的自然安息角；较稳定的矿岩，工作台阶坡面角不大于55°；坚硬稳固的矿岩，工作台阶坡面角不大于70°。最终边坡角与岩石的性质、地质构造、水文地质条件、开采深度、边坡存在期限等因素有关。由于这些因素十分复杂，因此通常参照类似矿山的实际数据来选择矿山最终边坡角。 3．选用合理的开采顺序和推进方向在生产过程中要坚持从上到下的开采顺序，坚持打下向孔或倾斜炮孔，杜绝在作业台阶底部进行掏底开采，避免边坡形成伞檐状和空洞。一般情况下应选用从上盘向下盘的采剥推进方向，做到有计划、有条理的开采。 4．合理进行爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响
由于爆破作业产生的地震可以使岩体的节理张开，因此在接近边坡地段尽量不采用大规模的齐发爆破，可以采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术，并严格控制同时爆破的炸药量。在采场内尽量不用抛掷爆破，应采用松动爆破，以防止飞石伤人，减少对边坡的破坏。 5．矿山必须建立健全边坡管理和检查制度，当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石及伞檐悬在上部时，必须迅速进行处理。处理时要有可靠的安全措施，受到威胁的作业人员和设备要撤到安全地点。 6．矿山应选派技术人员或有经验的工人专门负责边坡的管理工作，及时清除隐患，发现边坡有塌滑征兆时有权制止采剥作业，并向矿山负责人报告。 7．对于有边坡滑动倾向的矿山，必须采取有效的安全措施。露天矿有变形和滑动迹象的矿山，必须设立专门观测点，定期观测记录变化情况。
“露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法” 编制说明 一、工作简况 1 任务来源 《露天矿边坡稳定及岩移监测方法》由国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局于2011年下达计划项目，计划编号为2011-MT-29，由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。 2 主要参加单位和工作组成员 起草单位煤科集团沈阳研究院有限公司在接到通知后立即组织起草小组对本标准进行起草，起草人员主要为祖国林、韩猛、缪海宾等人。 3 工作简要过程 3.1 成立起草工作组，编写讨论稿 《露天矿边坡稳定及岩移监测方法》于2011年7月成立起草工作组，2012年1月完成工作组讨论稿。期间，起草小组成员通过调研、对相关资料的收集整理及8次内部讨论，2次专家讨论，于2012年1月形成标准的征求意见稿。3.2 征求意见阶段 2012年2月开始征求意见工作，在此期间起草小组共进行6次内部讨论，1次专家讨论，邀请煤科集团沈阳研究院有限公司张延寿等专家对征求意见稿提出相关意见，并加以修改，于2015年6月向全国典型露天煤矿、高校、科研等单位17位从事露天开采和边坡稳定性研究与工作的专家发出征求意见稿。 3.3 形成送审稿 征求意见稿回函单位17家，提出意见单位11家，修改意见总数44个，起草小组讨论后采纳18个，未采纳26个。起草小组根据专家反馈的意见及时进行讨论、修改，于2015年8月向煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会露天煤矿安全及设备分会提交送审稿。 3.4 审查阶段 2015年8月27日~28日，煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会露天煤矿安全及设备分会在沈阳召开该标准审查会，通过了标准审查。 3.5 报批
起草小组按照审查会会议纪要和专家意见完成对标准送审稿的修改，于2016年1月18日形成了《露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法》报批稿。 3.6 报批稿再报批审查 2019年12月9日，中国煤炭工业协会在北京召开煤炭行业标准审查会，审查会专家提出修改意见总数6个，起草小组成员根据专家审查意见进行8次内部讨论，1次专家讨论，采纳修改意见6个，未采纳0个，于2020年1月14日形成了标准最终报批稿。 4 标准编制的目的、意义和必要性 露天矿边坡稳定是确保露天矿安全、高效生产的关键问题，而边坡稳定性分析与边坡岩移监测又是边坡稳定性研究中最重要的两大部分。只有边坡稳定分析成果可靠、及时、科学、符合实际才能使露天矿边坡稳定性的评价判断合理，使露天矿的生产安全、高效。如果边坡稳定分析成果不符合实际，则设计的边坡稳定、生产能力就不能实现，生产中就可能发生边坡失稳、滑坡，而造成重大经济损失、人员伤亡。 我国内蒙设计新建的几个大型露天煤矿，就有按设计在露天矿建设初期边坡角未达设计值就发生滑坡的例子。如某露天煤矿端帮边坡角为26°，内排边坡角为18°，在建设期间就发生了多次滑坡，当将端帮边坡角降至24°，内排边坡角降至10°，边坡仍处于不稳定状态。这说明在边坡设计、工程地质勘查、岩石物理力学参数选取、边坡稳定性分析等环节存在严重缺陷。由此可见边坡稳定性分析方法规范合理的重要性、必要性、紧迫性。 《露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法》是在总结多年露天矿边坡稳定性分析评价经验教训的基础上提出的。规范边坡工程地质勘查、岩石物理力学性试验与参数指标选取、边坡破坏机理与滑坡模式分析、边坡稳定性分析方法。 但是由于岩体构造、软弱夹层、地下水赋存条件复杂多变，岩石物理力学性质多样多变，使边坡各具特点，故不能用同一滑坡模式与分析公式进行计算。因此本标准提出较为适合各类边坡的方法选用，以使边坡稳定性分析的计算成果更为符合实际。 边坡岩移监测方法在国家、安监局等有关标准中均有论述与规定，但都没有系统的提出标准，而岩移监测又是掌握边坡动态、检验边坡稳定性、实现滑坡预