某矿山排土场岩土工程勘察及边坡稳定性评价论文

SCI论文（www.lunwensci.com）:
 
 摘  要 ：以广东省某露天矿排土场为研究对象，通过野外调查、钻探、原位测试、水文试验等查明其岩土工程条件及排土场高 边坡的分布情况、性质、规模、变形机制及土层信息等基本情况，对该排土场边坡进行稳定性分析评价，为排土场边坡的治理提 供地质基础资料。

关键词 ：排土场 ；岩土工程勘察 ；边坡 ；稳定性分析评价

1  工程概况

本次勘察的矿区位于广东省德庆县城区东南 88°方向约 2.4km 处，西侧为 321 国道及西江码头，南北侧为大岭头山区， 东侧为村民用地， 水陆较为便利。

勘察区域为矿区用排土场，位于矿区的北西侧，距离采矿 区边缘的水平距离约 370m，处于高程约 30~150m 的沟谷中，呈 椭圆形，总占地 0.343km2。勘察场地内部低矮山丘与沟谷相间分 布，冲沟交错，谷坡险峻，树木杂草繁茂，两沟谷植被发育，地 形起伏落差大，沟谷底可见部分沼泽及沟涌 ；跨越的微地貌单 元以山地、沟涌为主 [1]。


2  工程地质条件

根据野外调查及钻孔揭露，场地岩土层按成因类型自上而 下划分为 ：第四系坡积层（Q4dl）、第四系残积层（Q4el）、燕山期 晚侏罗纪花岗岩（γ 52（3））基岩等三大层。现分述如下 ：

（1）粉质黏土层（Q4dl，<1>）：呈深黄色，可塑 - 硬塑，粉黏 粒为主，土质不均匀，黏性偏差，韧度差，浸水软化，为山体表 层土。分布在排土场的山脊处，大部分钻孔有揭露，揭露层厚 1.00m ～ 16.00m。建议 fak= 180kPa。

（2）砂质 黏 性土层（Q4el，<2>） ：呈 褐 红 色， 硬塑， 砂 质 黏粒为主，含岩石风化残留物，土质粗糙不均匀，黏性差，松 散，水冲易软化、散裂，为花岗岩风化残积土。分布在排土场山脊处，大部分钻孔有揭露，揭露层厚 0.60m ～ 19.00m，建议 fak=210kPa。

（3）全风化花岗岩层（γ52（3），<3-1>） ：呈深褐黄色， 岩石风 化已完全，长石类矿物已基本风化成黏土矿物，含大量石英颗 粒，岩芯呈坚硬砂土状，原岩结构已被破坏而不可见，水冲易软 化、散裂。排土场大部分钻孔有分布，揭露层厚 0.40 ～ 25.00m， 建议 fak=350kPa。

（4）强风化花岗岩层（γ52（3），<3-2>） ：呈深棕褐色， 岩石 风化强烈，岩芯呈半岩半土状、碎块状，为极软岩，岩体极破碎，岩体的基本质量等级为Ⅴ级，原岩结构大部分破坏但隐约 可见，水冲易软化、崩解。排土场大部分钻孔有分布，揭露层厚 0.60 ～ 16.80m， 建议 fak=600kPa。

（5）中风化花岗岩层（γ52（3），<3-3>） ：呈灰白间灰黑色， 中 粗粒结构， 块状构造， 以石英、长石、黑云母组成， 裂隙发育， 裂 隙面多见铁锰质渲染，岩芯呈短柱状，岩质致密较坚硬，锤击声 较脆，RQD=72%，岩体基本质量等级为Ⅲ级 ~ Ⅳ级。排土场大 部分钻孔有分布， 揭露层厚 0.40m ～ 6.15m， 建议 fak=3000kPa。

（6）微风化花岗岩层（γ52（3），<3-4>） ：呈青灰色， 原岩组 织结构未破坏，中粗粒结构，块状构造，以石英、长石、黑云 母组成，少量裂隙发育，岩芯呈柱状，岩质致密坚硬，锤击声 脆，完整，RQD=90%，岩体基本质量等级为Ⅱ级 ~ Ⅲ级。排土 场部分钻孔有分布，未钻穿，揭露到厚度 1.30m ～ 5.60m，建议 fak=6500kPa [3-5]。

3  水文地质条件

3.1  地下水简况

勘察大部分钻孔见地下水位，仅在边坡上部少量钻孔未见， 勘察期间为贫水季节，测得初见水位埋深为 0.1m ～ 29.8m，稳 定水位埋深为 0.27m ～ 30.10m。地下水根据含水介质类型划分 为第四系孔隙水和基岩裂隙水 ；按埋藏条件方式分为潜水和承 压水。

（1）第四系孔隙水（潜水、承压水） ：赋存于第四系松散层中， 呈薄层状分布于山间谷地中的第四系残坡积层中，其富水性一 般，渗透性较弱，水位受季节影响大，补给来源为大气降水。排 土场中部凹地孔隙水尚接受周边坡地基岩风化裂隙水补给。排 泄主要表现为大气蒸发及渗透径流。

（2）基岩裂隙水（承压水） ：埋藏于花岗岩风化带的构造裂 隙中，埋深和厚度不稳定，其富水性较好，渗透性较强，补给来 源为大气降水，但水位变化受季节影响较小，水量较稳定。其排 泄途径主要沿侵蚀基准面以径流形式排泄于附近河流或低洼地 段中。

3.2  地下水及土腐蚀性评价

综合评价 ：排土场地下水按环境类型 ( Ⅱ ) 类对混凝土结构 的腐蚀性为微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微 腐蚀性 ；场地土按地层渗透性（A 类）条件下，对混凝土结构具 有弱腐蚀性， 腐蚀介质为pH值。

4  地质构造及地震效应

根据有关区域地质资料显示 ：本地区地质构造较为复杂， 褶皱、断裂及岩浆侵入活动较为突出。本区域大地构造位于罗 定～悦城断裂变质带西北侧。除此外区内无其他明显活动迹象， 断裂构造都远离勘察区，但受断裂构造的影响本区域内节理裂 隙较发育。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016 版）附录 A.0.19 条，肇庆市德庆县的抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震 加速度值为 0.05g，设计地震分组为第一组。根据《中国地震动参 数区划图》（GB18306-2015） 附录 C. 表 .C.19 条及《建筑抗震设计 规范》（GB 50011-2010）（2016 版）第 5.1.4 条规定，德庆县九市镇Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度值为 0.05g，基本地震动加速度 反应谱特征周期值为 0.35s。

5  边坡稳定性分析与评价

5.1  排土场边坡现状

排土场北、南及东侧均为丘陵斜坡，西侧为谷口，地形向 西侧倾斜，场地中部为带状凹地，坡顶与凹地底形成 U 字形 边坡，东西方向，坡顶与坡底高差约 130m，北侧边坡高差约 40m ～ 50m，南侧边坡高差约 55m ～ 100m，为原始山地沟谷地 貌。排土场边坡主要由粉质黏土、砂质黏性土及全、强风化花岗 岩组成，属土质边坡，坡度约 50°～ 75°，且沟谷出口约 50m 即为村民用地，对下方村民生命财产安全影响大，破坏后果严 重，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），综合评定 边坡安全等级为一级。

5.2  排土场边坡稳定性分析

坡体主要由坡残积土及风化岩层组成，土层较简单，土质 成分不均匀，边坡下部为风化岩，属土质边坡。坡体具有坡率较 陡、非均质、散体结构的特征。场区边坡对天然降水排泄较好， 但直接裸露地表的坡积土孔隙比较大， 在雨季地表水下渗， 增加 了土岩层的孔隙含水量， 改变了坡体土岩的物理力学性质， 降低 了土的强度， 易处于不稳定状态。

排土场破坏模式主要有 ：排土场边坡内部滑坡、沿地基接 触面滑坡、沿排土场地基软弱层滑坡三种。边坡内部滑坡和沿地 基软弱层滑坡一般滑面为圆弧形，沿地基接触面滑坡一般为折 线形。根据野外调查， 该边坡未堆土前整体处于稳定或基本稳定 状态，其破坏模式主要取决于边坡土岩体结构面组合及其与边 坡面的关系，以浅表层岩土体滑移为主。综上分析，该现状边坡 的破坏模式主要为沿软弱面的滑坡或坡面楔形体及松散岩土体的崩塌 [6]。

5.3  边坡稳定性评价

本次边坡稳定性评价采用定量分析方法（圆弧滑动法） 进行 分析计算。对边坡稳定性验算采用北京理正软件设计研究院的 《理正岩土边坡稳定分析系统》（6.5 版）中的圆弧滑动法进行计 算分析， 验算边坡产生大型滑动破坏的可能性。

（1）计算工况。根据该边坡在天然状态和暴雨状态的不同受 力情况，在自重 + 附加荷载作用下，验算排土场在两种工况下边坡稳定性。

（2）计算剖面。本次边坡稳定性计算在排土场分别北坡、南 坡及东坡选取有代表性的A-A’、B-B’、C-C’剖面进行稳定性计算。其稳定性采用圆弧滑动法计算， 潜在滑动面由计算软件自动 搜索得到。

（3）计算参数。边坡稳定性计算的参数包括边坡岩土体的重 度、粘聚力、内摩擦角以及土层厚度。

根据勘察分析测试资料，同时综合考虑边坡形态、组成物 质、各岩土层的工程力学性能及相关工程经验等因素按边坡稳 定性计算参数选用表 (表 1)进行选取。


（4）计算结果。采用北京理正软件设计研究院的《理正岩土 边坡稳定分析系统》（6.5 版）中的圆弧滑动法，选取上述计算剖 面及参数，对排土场边坡在天然工况和饱和工况下的稳定性进 行计算， 计算结果见表2。

 
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！

文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/34570.html