彭传军
新疆喀拉通克矿业有限责任公司 新疆 836100
摘要：矿山开采过程中的安全问题至关重要，而边坡稳定性成为其中的重要问题。本文以某露天矿工程为例进行研究，分析了影响边坡稳定的因素以及雨水入渗对于边坡稳定性的影响。
关键词：边坡；稳定性；降雨
1前言
我国政府当下正在大力发展国民经济，随着科技的进步，边坡问题也就显现出来了。特别是在大型露天矿开发、铁路公路建设、大型水利水电工程中边坡问题尤为严重。相对采矿产业来讲，边坡是否稳定始终是关注的焦点。采矿行业中，大型露天矿开采所占的比重也在持续提高，随着采矿技术越来越先进，露天矿的产业规模和开采深度也在不断加大，而随着开采规模以及深度的递增，高陡边坡即随之出现。
边坡失稳很大一部分是由雨水和地下水的原因导致的。降雨造成的边坡失稳大部分都发生在山区，这是因为滑坡的基础条件就是需要有利的临空面。降雨引起的边坡失稳问题以及各种地质灾害同样也是值得学者们研究的课题。
2工程概况
本文以某露天矿工程为例进行研究。矿区距离大理市区约95km的距离，距昆明市区约 410km的距离。大—丽铁路途径矿区西侧，矿区到大理火车站约90km的距离，至丽江火车站约120km的距离。矿区到丽江机场约95km的距离，距大理机场约115km的距离。大—丽高等级公路也经过矿区西侧，矿区交通便利。
该矿区为亚热带高原季风气候，年均气温达13.5℃，年均降水达1056.21mm；年最多降水量1557.20mm，雨季主要集中在6～9月，降雨量占全年80%以上，日最大降雨量为175.5mm，日最小降雨量为12.4mm。同时也是雷电集中时期，11月至次年2月为霜期，10月至次年5月为旱季，雨量较少。因受地理环境的影响，低温冷害、暴雨、冰雹等自然灾害常常发生。
3影响边坡稳定性的因素
边坡变形属于是非常复杂而又不可逆转的动态过程，岩体边坡总是处于不稳定和稳定交替的过程。影响边坡稳定的因素众多且影响程度复杂，但在影响程度和影响层面方面，总体来讲可归结为内因和外因两种。内因有岩土体性质、岩土体结构、地质构造等主因；外因有降、地震、人类活动等。
3.1边坡结构影响
台阶过高会导致失稳，进而产生滑坡、崩落、滚石等地质灾害；而坡角过陡，也会导致发生大规模的滑坡灾害。
3.2地质构造
控制矿区的一级构造、二级构造以及三个台阶以上的三级构造，还有边坡体内的软弱夹层等断面，只要这些断面与边坡同向，都有产生滑动面的几率，特别是对于这些不连续的倾角来说，一旦两个不连续面交线的倾角比边坡坡角小，则产生大型滑坡的可能性更大；延伸 2m以上的四级构造和2m以下的节理裂隙对边坡岩体强度具有弱化作用，同时还会破坏台阶。
3.3水的影响
地表水和渗水都会加大边坡的载荷，会对边坡稳定产生影响。水是影响边坡稳定性的主要因素，永会在岩体内部的裂隙中产生压力和浮力，从而降低岩体强度，当然也对一些特定的岩层或岩体起到润滑的作用，加快边坡失稳的趋势。水对于岩体的力学作用的影响因素主要是静水压力和动水压力。
3.4地震与爆破作用
动力分析是决定岩质边坡是否稳定的关键因素。地震和爆破振动作为两种常见的动力作用，主要通过改变岩体内部的应力场而导致边坡变得不稳定。地震对边坡稳定性的影响主要体现为累积和诱发两种效应的影响。
3.4.1累积效应
地震导致边坡产生的附加力，习惯上用变形边坡体的重量与地震加速度乘积来表达，边坡变形位移量受震动强度、次数影响。累积效应导致岩体结构松动，结构面强度减小，从而影响边坡的稳定性。
3.4.2触发效应
触发效应的表现形式多种多样，在强震区和经常发生地震的地区，地震触发的破坏形式大多都与断裂活动有关。地震相当于是将动荷载力施加给静态边坡，使边坡内部的应力不断发生变化，地震不断破坏岩土体的结构，最终导致岩土体发生大规模的滑坡等灾害。
4降雨入渗下的边坡破坏机理
雨水会引起边坡出现失稳，科学家普遍接受的是饱和土力学理论中的关于边坡稳定性分析的方法，即降雨入渗边坡内部导致地下水位线上升，从而使水位面升高浸透岩土体导致岩土体的抗滑力减小，进一步导致了边坡失稳。但实际上，降雨入渗边坡的过程是一种非饱和—饱和的渗流过程，因此，其对边坡稳定分析起到了关键作用。
4.1非饱和的 M-C 强度准则
非饱和土是指土中的含水量未达到饱和状态。饱和土在强度和变形破坏的复杂度上远不及非饱和土。基质吸力也是使非饱和土和饱和土的力学不同的原因。
根据Terzaghi提出有效应力的概念，饱和土抗剪强度可表示为式（1）：
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4.3降雨入渗边坡破坏机理
降雨入渗引起的边坡失稳，一方面是因为雨水入渗边坡导致岩土体中的含水量越来越大，这将使边坡岩土体基质吸力下降，进一步导致岩土体的抗剪强度减小。另一方面是因为受降雨强度与降雨历时的影响，持续降雨后在边坡表层形成暂态饱和区，这就增大了表层岩体的载荷，造成边坡岩土体容重逐渐变大，使得边坡岩土体下滑力增加。
5总结
本文以研究区域边坡为背景，详细描述了该矿区实际边坡的地理位置和矿区自然环境等等情况。接着分析了影响区域边坡稳定性的众多因素，并对降雨入渗条件和地震作用下边坡失稳机制进行了简单的分析。
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作者简介：彭传军（1996-）男，新疆人，主要研究方向：机电工程.