時間:2013年12月04日 分類:推薦論文 次數:
摘 要:本文以大方縣鳳山鄉新民礦滑坡為例,在對該滑坡地質環境和變形特征的基礎上,對滑坡的成因機制,變形破壞模式及發展趨勢進行了進一步分析。滑坡現處于整體蠕動變形滑移階段,局部已滑移并堆積于滑坡前緣,礦山開采是誘發失穩破壞的主導因素,滑坡深部為煤礦采空區,煤礦開采導致巖土體應力改變,產生變形,最后針對滑坡體可能沿剪出口發生變形破壞等特征提出了相應工程防治建議。
關健詞:礦業評職論文發表,核心期刊論文發表,礦山開采,應力變化,成因分析,滑坡變形
1 前言
隨著貴州工業化,城鎮化的發展,對資源量的需求不斷加大,礦山開采力度也不斷加大,因此引起的地質災害也不斷增多,礦山開采引起的地質災害主要有:滑坡,崩塌,泥石流。大方縣鳳山鄉新民煤礦開采引起新滑坡,該滑坡導致1km鄉村公路受阻,12000m2牧場受損,并淹埋數支綿羊,造成了很大的經濟損失和不利的社會影響。本文根據滑坡體的巖土結構分析了滑坡的變形原因,得出了礦山采空引起巖土應力變化是造成滑坡變形的主要原因。并對滑坡提出了相應的治理方案建議,這對今后該類工程的設計和施工具有一定的借鑒意義。
2 滑坡基本概況
2.1滑坡形態
滑坡在平面形態上總體呈長方形,南北向展布,根據滑坡區變形特征、滑坡物質組構及地形地貌特征,將該滑坡從北至南分為三個區(滑坡Ⅰ區、滑坡Ⅱ區、滑坡Ⅲ區)。滑坡體縱長平均約58m,橫寬約180m,滑體平均厚度約3.5m,滑坡體積約4.2萬m3,屬堆積層(土質)推移式小型滑坡。
地貌上滑坡區整體上東高西低,北略高于南,最高海拔1960m(黃海高程),最低海拔1919m,相對高差41m,為斜坡地貌,坡度25°~35°,滑坡前緣為緩平臺,后緣以上為陡崖。
2.2滑坡巖土體結構
根據天然露頭的滑動土體及勘探(鉆探、井探)成果表明,滑體物質為碎石土為主,偶夾巨塊石,淺黃色,碎石含量約60%,粒徑3cm~30cm,碎、塊石以崩積的粉砂質泥巖和泥巖巖塊為主,崩積源是滑坡后側陡崖,厚度變化大,塊碎石分布不均,大小不均,分選性差。該層厚2.0~4.0m,結構松散至稍密,表層20cm為耕植土。滑帶土主要為黃色,灰褐色粘性土夾碎塊石組成,在滑坡的中部與上部,滑帶位于松散層(崩塌堆積層的碎石土)與下覆黃色粘性土接觸面附近,而在滑坡前緣,滑帶位于碎石土中。滑帶土厚度3~8cm,呈軟塑狀。碎石成分主要為泥巖,含量約15%左右,呈次棱角狀或片狀。據鉆探、探井揭露:滑床為黃色、灰綠色、灰褐色粘土夾碎石,呈軟塑~可塑狀,碎石含量約20%,粒徑1~5cm,成分為粉砂質泥巖,泥巖。滑床底部為二疊系龍潭組的泥巖夾煤層。
2.3滑坡地下水特征
該區地下水類型主要為表層孔隙水和基巖裂隙水,松散孔隙水主要賦集在第四系松散崩坡積層內,由于該區第四系松散層較后,第四系松散層含水較好,在區內地形突變處有多處泉水出露;基巖裂隙水賦存于三疊系下統夜郎組(T1y)、二疊系上統龍潭組(P3l)地層的砂巖,泥巖中。
該區地下水主要接受大氣降雨的補給,大氣降水大部分以坡面流的形式最終匯于溪溝排泄,小部分通過地表孔隙,裂隙入滲為地下水,勘查區地下水流向為由東向西,運移通道為孔隙以及風化裂隙、構造裂隙等,最終受地形地貌、地層巖性的控制以泉的形式排泄于溪溝邊緣。
由于該區第四系松散層較厚,其下伏二疊系上統龍潭組(P3l)地層具有相對隔水性,使水體在第四系中滯留,地下水位埋藏較淺,使土體長期處于地下水的浸潤中,特別是在基巖面與土體接觸帶上,地下水富集,對土體的軟化作用強烈,這是該區滑坡形成的重要因素之一。
勘察區影響滑坡穩定性的地下水類型主要為松散巖類孔隙水,由于其埋藏深度較淺,勘察過程中,在其前緣鉆探、探井施工時地下水穩定水位在1.5~4m。
3 滑坡體變形特征及成因機制分析
3.1變形特征
根據滑坡變形情況,將該滑坡從北至南分為三個變形區(滑坡Ⅰ區、滑坡Ⅱ區、滑坡Ⅲ區)。現對三個變形區分述如:
滑坡Ⅰ區(弱變形區):該區目前的變形相對較弱,后緣變形明顯,后緣裂縫近南北走向,長83m,延伸性好,最寬達1.1m,向東下錯高度最大達1.3m,前緣有鼓脹現象。
滑坡Ⅱ區(強變形區):該區已經滑動,滑動土體堆積于滑坡前緣及公路一線,經初步估計,已滑動土體方量約2400m3。滑坡后壁高7m,兩側緣高2.3m,從該變形跡象看,可初步判斷該滑坡的滑體厚度,滑體、滑帶及滑床物質成分。
滑坡Ⅲ區(弱變形區):后緣變形明顯,后緣裂縫近南北走向,長105m,延伸性好,最寬達1.2m,向東下錯高度最大達2.5m,可測深最高達1.2m,裂縫由北至南變形逐漸減弱,直至最南端尖滅,中后部出現較多裂縫。前緣鼓脹裂縫北東走向,裂縫長21m,寬5~12cm,可測深5~10cm。
由以上變形情況知,滑坡整體后緣變形嚴重,中部和前緣變形輕微。
3.2成因機制分析
綜合分析滑坡形成及影響因素,主要有以下幾種:
1、脆弱的工程地質條件
滑坡區松散堆積層厚度較大,坡度較陡,為滑坡的形成提供了較大的可能性。滑坡區有大量的崩塌堆積體,厚2~4m,為重力堆積層,這為滑坡的不穩定性提供了物源。堆積層下部為第四系殘坡積粘土層,厚達18.7m,呈軟~可塑狀,頂部與崩塌堆積層接觸帶為滑坡的滑動面所在層位。
2、礦山開采的影響
滑坡區位于大方縣鳳山鄉新民煤礦的礦區范圍內。據收集資料《貴州省大方縣鳳山鄉新民煤礦資源儲量核實報告》知:礦區面積1.25204 km2,礦區總資源量501萬噸,年開采量15萬噸。
由于滑坡所處位置底部為礦山開采形成采空區,采空區上覆巖體在自重和上覆巖土體的壓力作用下,產生向下的彎曲與移動,當頂板巖層內部形成的張拉應力超過巖層的抗拉強度極限時,直接頂板發生斷裂、跨塌、冒落,接著上覆巖
層相繼向下彎曲、移動,隨著采空范圍的擴大,受移動的巖土層也不斷擴大,從而使地表斜坡上的土體發生位移,錯落,進而形成滑坡。礦山開采形成采空區是導致該滑坡形成的主要因素。
3、大氣降雨的影響
滑坡區降雨量大,全年各個月分基本均有降雨,尤其是每年5~10月份的持續性強降雨,對滑坡上松散堆積物質進行劇烈的沖刷和滲透,一方面增加了坡體物質的重量,同時也容易使坡體松散物質內部形成貫通性比較好的破裂面,促使了滑坡的形成。
4、人類工程活動
坡體上牧場開墾、滑坡前緣公路修建等人類工程活動,對坡體有改造破壞的作用。
綜上所述:該滑坡的產生主要是受礦山開采的影響所導致。
2 變形破壞機制分析
4.1破壞模式分析
該滑坡是受深部采空影響,導致底板巖體應力發生變化,以至垮塌,滑坡前緣底部發生塌陷后,隨之牽動地表土體滑動。
4.2發展趨勢
自從該滑坡體滑動以來,變形不斷加劇,且滑坡中段局部已完全滑移,若礦山繼續開采,滑坡范圍將不斷擴大,且滑坡后緣裂縫較深,降雨注入后也會加劇滑坡下滑力度。
3 結語
通過對大方縣鳳山鄉新民煤礦滑坡變形破壞機制的分析,得出以下結論:
1、滑坡發育于第四系崩坡積層中,滑帶面位于崩塌堆積層與殘坡積層分界面;
2、導致滑坡滑動的主要因素為深部煤礦開采引起巖土應力改變,塌陷牽動地表土體滑移;
3、滑坡規模不大,但危害較大,建議結合實際情況,因害設防,采取封閉道路的,避開地質災害為主的方案保障過路人員及車輛的人命安全;
4、對該滑坡立即開展監測工作。
參考文獻:
[1]《滑坡防治工程勘查規范》(DZ/T 0218-2006)
[2]余學義、趙兵朝.滑坡區下煤層開采與綜合治理.(長安大學學報)2006.