高寒地区冻融作用对高陡边坡安全稳定性影响分析

鲁金涛(应急管理部研究中心,北京100013)

1 前言

据不完全统计,我国多年冻土面积占国土面积的22.3%,属于世界第三大冻土国[1],尤其在我国西部高原,常年冻土及冻融循环造成的工程地质问题及安全问题成为西部工程开发不可回避的研究内容[2-3]。

冻土热融及岩石冻胀易造成基础滑塌、边坡加速失稳等安全问题,严重可造成工程失效及毁灭性破坏[4-5]。随着我国资源开发逐渐向西部迁移,西部高海拔高寒地区新建多座大型露天采矿工程,边坡高度达300 m 以上,如何在设计及施工中考虑冻融对边坡的影响,并把影响降低到最小限度,对矿山开采安全至关重要。

本文以西藏某大型露天矿开采为实例,通过实测冻融深度及相关参数,模拟露天采场的温度场与冻融深度的关系,分析冻融边坡滑动模式,利用极限平衡理论计算分析露天边坡的安全稳定性,为矿山安全生产提供必要的理论基础。

2 矿山基本情况

2.1 情况介绍

项目位于5 000 m 左右的高海拔地区,自然地理条件异常恶劣,地势险峻,切割强烈,5～12月平均气温2.0 ℃。

露采边坡主要由流纹岩、黑云母二长花岗斑岩、二长花岗岩、花岗闪长斑岩以及凝灰岩组成,地表由四系松散砂砾及碎块石覆盖,露天采场最大边坡高度945 m。矿山地下水及大气降水较差,水文地质条件简单。

2.2 永冻层实测

通过查明矿山的不同区域、不同标高永冻层的埋深,了解季节融化层的厚度随不同标高变化的规律,本次共选择了21 处测量点。经……