[科普中国]-边坡破坏模式

介绍

边坡破坏的模式决定于岩性以及岩体内地质断裂面的分布及组合。典型的破坏模式有崩塌、流动、倾倒和滑动。1

崩塌边坡表面岩体受风化及矿山爆破震动影响而剥蚀，沿坡面滚落而堆积于坡底，以自然安息角堆成碎碴堆。这是露天矿采场内台阶的普遍的破坏模式，风化带内的台阶尤其明显。若能及时组织清理，于生产并无大碍;否则安全平台上堆满碎石残碴，数个台阶连成一漫坡，滚落的岩块将危及下部采场作业安全。

流动饱水粘性土岩，尤其是内含蒙脱石组矿物[（OH）4Al4SiO3O20]时，沿着6°～10°极缓地面的流动，有如泥石流，常发生在土坡、露天矿的废石场以及选矿厂的尾矿坝。中国茂名油页岩露天矿的废石场、铜陵矿选矿厂的尾矿坝曾发生过此类破坏，淹没了民房及良田。此类破坏应以预防为上策，一旦发生，便难于处理。

倾倒边坡上被地质断裂面切割成的陡峭的岩体棱块的转动兼滑移，有时产生大的运动冲量。倾倒是陡峻边坡的岩体沿节理等不连续面或软弱面发生向坡面方向成板状或柱状倾倒的破坏。破坏的主要原因是岩体在重力作用下产生倾倒力矩，当倾倒力矩克服抵抗力矩时，岩体失稳而倾倒。此外，位于潜在倾倒体后侧的陡倾斜节理中经常有水和冰的楔入而产生对倾倒体的侧压力，促进倾倒的发生。

滑动边坡岩体沿着一定位置和一定形态的面而滑移，此滑面多沿地质断裂面发生。滑动是边坡破坏的普遍形式，又称为滑坡。它的力学机制是以剪切破坏为主。按滑面的形态，滑动又可分为四种：（1）平面滑动边坡岩体沿单一地质断裂面即断层面或节理裂隙面等的剪切位移，而滑体的两端多呈拉断破坏。此时边坡倾角（α）、地质断裂面倾角（β）及其内摩擦角（ψ）之间的关系为α>β>ψ。（2）圆弧滑动 边坡岩体沿着近似弧形滑面的位移，多发生在土坡或类似均质的多组节理岩体边坡中。（3）台阶状滑面 沿两组以上节理而成台阶状的滑面，呈剪切及拉断的破坏形式。实际所见的滑面多呈曲折的复合形态，主要取决于地质断裂面及边坡面的组合关系。（4）楔形破坏 边坡岩体中两组或更多的地质断裂面互相交切而成的四面楔形体或多面体的失稳，失稳的形式多为滑移或倾倒。这四种典型的破坏模式均可作力学计算。此外尚有所谓曲层式或板裂式破坏即层状或板状岩体边坡的特殊破坏形式。2

影响因素影响边坡稳定性的因素是多方面的，不但包括边坡岩体的介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素，而且包括各种人为的及自然的动力因素。这些动力因素主要是地下开采的扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水的作用等。地质条件虽然是决定或影响边坡定性的基础，但边坡的急剧变形或破坏都与各种人为的、天然的动力因素，有着密切的关系。大气降雨及水库蓄水是主要的自然动力因素，导致地下水状态的变化，减少了滑面的法向应力，降低了岩体的强度，改变了边坡岩体的稳定状态。就人为的动力因素来看，地下开挖显然有重要的影响，不但扰动破坏了上复岩体，且增加了岩体的渗透性，对边坡的变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说，爆破的动态效应对边坡的稳定亦有重要的影响，不但直接损害了岩体的完整性，且在重复爆破条件下，边坡岩体可能产生疲劳破坏，从而加速边坡破坏的过程。