云南龙陵某铅锌矿千枚岩体滑坡成因分析

0 引言

千枚岩在云南分布广泛，遇水强度降低明显，有千枚岩的矿山开采易出现巷道及地表变形。目前国内外学者着重研究千枚岩隧道破坏机理及支护方式，研究千枚岩物理力学指标相关性和不同条件下的变化规律对隧道、路基稳定性的影响[1-2]，不足之处在于忽略了千枚岩体滑坡成因和稳定性分析。本文通过建立千枚岩体的三维模型，用弹塑性本构模型分析滑坡应力集中带，从而确定滑床滑面位置，结合勘察、模拟及计算结果综合分析千枚岩滑坡的影响因素。

其他风味物质是多为美拉德反应产生的糖类。主要有：苯并噻唑、L-(-)岩藻糖等，里脊中苯并噻唑为1.39(106/g)。后腿中苯基-β-D-葡萄糖吡喃糖苷水合物峰面积数值为1.79(106/g)，显著较高(p<0.05)。前腿中L-(-)岩藻糖峰面积数值大于里脊的峰面积，麦芽糖存在里脊中，峰面积数值为8.5(106/g)。

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

研究区矿山主要以铅锌矿为主。地处低纬度低海拔地区，属亚热带气候，夏季炎热多雨，雨量充沛，雨季集中于6～9月份，多年平均降雨量在665～1508mm之间。而2015年比前两年降雨量都高，在此期间，研究区炸药库后山出现范围较大的地表裂缝，严重威胁下游矿山设施、农田及矿山工人和居民的生命财产安全。该矿区岩性为强风化千枚岩(夹灰岩、砂岩)，层间断裂、节理裂隙发育。为查明地表裂缝形成原因，先进行现场勘察确定滑坡范围并通过原位大剪和室内试验确定岩土体物理力学特征，再通过有限差分法分析不同因素作用下应力集中带与现场吻合情况，最后通过极限平衡法计算应力集中带的安全系数。这一研究体现了现场勘察与有限差分法、极限平衡法之间的相互印证、相互补充关系，在条件允许的情况下，可以同时结合现场详勘及模拟分析，有助于综合判定滑坡稳定性及各因素的影响程度。

1.1.1 地层构造

研究区地层主要有第四系残坡积(Qdl+el)粘土，上志留统栗柴坝组(S3)强风化炭质千枚岩(局部夹薄层灰岩和砂岩)，中志留统上仁和桥组(S2)灰黑色中风化千枚岩。北部地层产状陡直，局部倒转，与地层层理呈锐角相交。没有大型断层，受断裂影响小，据现场勘察，巷道内部小型层间断裂较多，主要顺着岩层方向发展，节理裂隙顺岩性延伸，宽度较小，多在10～20cm之间。原因为研究区位于构造方向大的向斜一翼，出露的地层多为软、硬岩交替，软硬接触面出现较多层间小断裂，这些层间小断裂对大范围区域的影响有限，但对岩石的完整性有较明显的影响，造成岩石破碎强烈。

1.1.2 水文地质条件

研究区所属的地下水类型多为基岩裂隙水，局部岩溶水。据现场勘察，该区的溶沟、溶槽基本未见，巷道中出露灰岩溶蚀现象较弱：该区岩层主要以灰黑色炭质千枚岩为主，局部地区出露灰岩与砂岩夹层，千枚岩风化程度大于砂岩与灰岩，裂隙较多，比灰岩更易形成运移通道，导致该地区的岩溶发育较弱。

1.2 地质灾害发育现状

2.2.2 道路开挖对滑坡的影响分析

本文首先收集相关的勘察资料与成果报告，并进行现场实地勘察，运用地质测绘、工程地质钻探、原位试验、取样、室内试验与走访调查等必要勘察手段，查明研究区工程地质特征及岩土体物理力学指标。其次运用有限差分法(FLAC3D)进行滑坡成因分析，采用三个步骤模拟：①第一步：建立滑坡原始地形的三维模型，主要用于分析原始地形在天然状态下整个空间的应力分布状况和最大位移量；②第二步：分析炸药库公路开挖后对地表的影响及整个空间的剪应变增量、最大位移量和应力集中区；③第三步：分析降雨影响下道路开挖后地表的最大位移量和应力集中区，并对应力集中区画剖面建立模型，分析剖面的应力集中部位，根据剖面的分析结果采用极限平衡法(理正)计算天然、降雨工况下的安全系数。最后根据三维模型与剖面计算结果综合分析滑坡形成原因，并提出针对性的防治措施和建议。

  

图1 滑坡位置与剖面示意图Fig.1 Sketch map of locations and profiles of landslide1—滑坡 2—冲沟 3—公路 4—裂缝 5—巷道 6—等高线 7—剖面线 8—已有建筑 9—岩层产状

H1滑坡位于炸药库后山C1冲沟西侧，平面形态呈半圆形，主滑方向15°，滑坡长80m，宽80m，厚度6m，体积3.84×104 m3，为小型浅层滑坡。后缘地表开裂，高程990m，滑坡前缘高程940m，距离860巷道高差80m，地形较陡，坡度25°～30°。

H2滑坡位于C1东侧，平面形态呈大半圆形，主滑方向345°，滑坡长120m，宽80m，厚6m，体积6.0×104 m3，为小型浅层滑坡。滑坡前缘930m，距离860巷道高差70m，地形较陡，坡度为25°～30°。后缘为斜坡上部(高程1000m)地表裂缝，裂缝最大宽度达35cm，两侧最大高差30cm。

1.3 研究方法

据了解在不少医院的药房，中药注射液从西药取药窗口发药，如果你不知道如何区分中药注射液和西药注射液，建议在药盒或者药品说明书里找一下药品批准文号，批准文号以拼音字母“Z”开头的代表中药，以拼音字母“H”开头的代表西药（化学药品）。

传统的钻井施工经验及模式在施工中根深蒂固，抓住“三个一”精准化钻井施工模式这一关键，推动“五个转变”，实现钻井工作的高端化。

(3)机会主义。威廉姆森认为机会主义指的是人们出于自身的自利动机以及信息失真的情况下所做出的决策。简言之，机会主义行为是在信息不对称下，人们依靠不完全地信息，从而获取他人不正当利益的行为。合约的行为一旦难以被察觉，以及因果关系复杂时，交易主体就很容易做出机会主义的行为。在退耕还林政策中，地方政府为了实现造林的计划要求，会出现利用植树节造林造假的现象；而农户为了领取相应的造林补贴，也会出现补栽等现象。为了保证政策的实施，政策的制定者不得不采用制定更加严格的制度，或者加大监控的力度，而这样做就会增大政策的交易成本。

2 数值模拟与极限平衡

分析降雨对滑坡的影响，全部参数取饱和状态下(表2)的物理力学指标。

 

σ1、σ3为最大、最小主应力；φ为摩擦角；c为粘聚力；σt为抗拉强度。

 

当岩土体内某一点应力满足关fs<0时，发生剪切破坏；当满足ft>0时，发生拉伸破坏[3]。并区分地质体塑性区与剪应力应变区域，通过应力集中区域可以判断滑坡滑床位置，模拟结果更加真实客观，也更适用于渐进破坏和失稳以及大变形情况。

极限平衡法是根据静力平衡，通过滑动面上隔离体或分块体的抗滑力与下滑力之间比值来评价此边坡的稳定性。在极限平衡理论中，所有的块体拥有共同的安全系数，并且各块都可以充分发挥抗剪强度，此方法虽与实际情况有一点偏差，但结果俨然可以达到大部分工程的实际需求。此外，极限平衡法可计算天然降雨地震等最不利工况的安全系数，故本次研究采用极限平衡法对FLAC3D分析出的应力集中区进行不同工况的安全系数计算。

2.1 岩土体参数获取

本次采用原位直剪试验测得天然状态下炸药库门口紫红色强风化千枚岩强度及饱和状态下的8602巷道内部灰黑、黑色强风化千枚岩强度。需说明，由于巷道饱水情况较为严重，坑内不断有积水，实验条件比较差。为了试验能够顺利进行，有专人负责排水工作，不断的使用器具将坑内积水向外排。排水工作贯穿试验始终，以保证试验能够顺利进行。根据公式τ=σtanφ+c确定千枚岩体的抗剪强度参数值(表1)。

顺软岩和硬岩接触面，上部岩土体位移量明显[5-6]，本滑坡特别是地表裂缝附近最为强烈，位移量约为23～50cm。地表全风化层形成了较为连续的塑性变形区，强风化千枚岩层中形成了明显的塑性变形区，结果显示降雨致千枚岩体软化是引起滑坡的主要诱发因素。

 

表1 千枚岩抗剪强度参数Table 1 Shear strength parameters of phyllite

  

千枚岩抗剪强度参数天然状态饱和状态内聚力C(kPa)103.97174.295内摩擦角φ(°)31.6712.24

可见千枚岩遇水软化后，内摩擦角降低约1/3，内聚力增大70kPa，抗剪强度值降低显著。

水利部与新加坡环境水资源部签署水资源领域合作谅解备忘录。3月30日上午，水利部部长陈雷在京会见了来访的新加坡环境水资源部部长雅国一行。双方签署了水资源领域合作谅解备忘录。水利部黄河水利委员会主任李国英、新加坡驻华大使陈燮荣等参加会见。

室内采用YZW-30型微机控制电动应力式直剪仪测砂岩灰岩(夹层)饱水状态的抗剪强度参数，TAW-2000D仪器测岩石的单轴饱和抗压强度σc、弹性模量E及泊松比μ，地表土样送至权威机构通过土工试验获土体的物理力学参数。最后结合现场声波测试等实测值，室内岩石试验实测值，2#竖井工勘报告中各岩层参数值及相关文献综合取得参数见表2。

 

表2 (天然)饱和状态岩土层物理力学参数Table 2 Physical and mechanical parameters of rock and soil layer in saturation condition

  

名称密度(kg/m3)岩体单轴抗压强度(Mpa)内聚力C(KPa)内摩擦角φ(°)体积模量K(GPa)剪切模量G(GPa)覆土层(1513)1770(0.18)0.12(0.10)0.02(31.67)20.000.100.02强风化千枚岩(2000)2100(4.00)3.00(0.20)0.17(14.00)12.240.290.09中风化千枚岩(2720)2740(17.70)15.93(2.60)2.40(24.83)22.3515.125.04灰岩(夹层)(2550)2560(36.11)33.94(5.89)5.54(28.15)26.4622.6313.58砂岩(夹层)(2660)2680(46.93)45.52(5.69)4.65(41.28)33.04(7.22)0.88(2.41)0.50

注：上表中弹性模量E、剪切模量G、体积模量K与泊松比μ之间换算关系为G=E/2(1+μ)、K=E/3(1-2μ)[5]，括号内为饱和参数[4]。

2.2 FLAC3D数值模拟

2.2.1 采空区对滑坡的影响分析

考虑到860m标高以上矿体采用平硐溜井开拓，860m标高以下矿体采用平硐+盲斜井开拓，开拓巷道截面尺寸多2.5m×2.4m，且软弱岩层片区设有钢筋混凝土支护，对整体影响十分有限，因此简化。模型范围内涉及到550、600、630、775四个中段的采空区，均采用全面留矿法采矿，垂直高度适当简化，统一为20m，采用天然状态下的岩土体物理力学指标(表2)进行数值分析，结果见图2。

模拟结果显示，采空区开挖后，地表无明显应力集中现象，采空区的形成仅对模型影响非常明显，开挖会造成模型内部应力的强烈变化。据切片的最大位移量云图显示受采空区开挖影响，地表形成了一定量的位移，但位移量的数值多在几个毫米之间。紧临采空区物理力学性质较差的千枚岩中，产生了明显的塑性变形区，部分延伸至地表附近，影响最为强烈的是775中段(图2)，位移量仅为毫米级别，且距离地表裂缝990～1000m高程较远，说明采空区对滑坡的影响很小。

据现场勘察，矿区目前面临主要地质灾害为炸药库后山的两个滑坡，集中于山体中上部，从后缘地表裂缝向通往炸药库的公路方向延伸，属于高位、高势滑坡，可能转变成高速滑坡(图1)。

研究区主要有两条道路，一条从职工宿舍通向炸药库，开挖边坡约4m；另一条从山下直通山顶，文中称作场外道路，开挖边坡约3m，考虑两条道路对滑坡的影响，采用天然状态下的岩土体物理力学指标(表2)进行数值分析，结果见图3。

  

图2 采空区最大位移量Fig.2 Maximum displacement of mined-out area

  

图4 降雨影响下的地表最大位移量云图Fig.4 Cloud map of maximum surface displacement under the influence of rainfall

  

图3 道路开挖后地表最大位移量云图Fig.3 Cloud map of maximum surface displacement after road excavation

  

图5 降雨影响下的地表Y方向位移Fig.5 Displacement of surface in Y direction under the influence of rainfall

据模拟结果看，道路开挖会对山体斜坡稳定性造成不利影响，最大位移量和应力集中出现在三个地方，一是炸药库门口附近的道路边坡，二是炸药库道路跨冲沟附近，三是场外道路的折弯处。分析结果的数值显示，塑性剪应变增量和位移量最大值仅为毫米级别，其主要影响即形成了滑坡前缘的临空面和剪出口，并未使其贯通。

2.2.3 降雨对滑坡的影响分析

FLAC3D是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，本文通过建立与研究区一致的三维模型，采用理想弹塑性本构模型，屈服准则采用Mohr-Coulomb强度准则，屈服函数如下：

结合降雨影响下模拟结果(图4，5)得出以下认识：降雨对斜坡的影响超过道路开挖影响。对比降雨和道路开挖影响下的剪应变增量、最大位移量，说明降雨可造成地表较大范围的位移，局部位移量达到米级别，形成明显的地表变形，主要塑性变形带和位移带位于近地表。受道路切坡影响，炸药库道路把地表塑性变形区(860巷道口上部斜坡)分上下两个部分，即图1中的H1、H2滑坡及其下部的潜在不稳定边坡。

首先，党校要加大基层宣讲力度，组织一批骨干教师，组建宣讲团，到各乡镇（街道）、村（社区）宣讲习近平新时代中国特色社会主义思想、习近平生态文明思想。其次，党校要与其他单位协力合作，通过座谈会、院坝会、群众喜闻乐见的文艺演出、电视、广播、网络等，多渠道、多形式加大生态文明建设宣传力度，加强对广大人民群众的引导和教育，增强人民的环保意识、社会责任、生态责任。再次，党校带头倡导构建文明、节约、绿色、低碳的消费模式和绿色生活理念，让生态文明建设理念在广大人民群众中入脑入心，成为全民共识，内化于心、外化于行。真正做到全民共建共享，最终实现人与自然和谐共生的现代化，实现中华民族伟大复兴的中国梦。

国土资源信息是国民经济信息中不可或缺的、重要的土地信息资源，在国家经济和社会发展中具有重要的公益性、战略性和基础性作用。

2.3 理正计算

通过数值模拟分析结果显示不利的地质条件和地层岩性为滑坡形成条件，道路开挖(人工切坡)为其提供临空面，有利于滑坡形成，强降雨则为滑坡的诱发因素，影响程度大于道路开挖的影响程度。塑性变形区集中在1-1、2-2剖面位置，剖面下部岩土体分布状况见图6，浅部主要分布全强风化千枚岩体，厚6～10m，局部含灰岩、砂岩夹层，地表裂缝所在高程约980m，即剖面图中强风化千枚岩体上部。

根据1-1和2-2剖面的应力集中带(前缘为公路开挖所切边坡，后缘为裂缝位置)，在理正软件中指定滑面采用Janbu法和Bishop法计算天然和暴雨工况下的安全系数见表3。

经计算，天然工况下H1滑坡处于基本稳定状态；暴雨工况下为不稳定状态。天然工况下H2滑坡处于基本稳定状态；暴雨工况下为不稳定状态。极限平衡法计算结果表明降雨工况下，浅表层岩土体极易软化变形，形成滑动面，此计算结果与滑坡现状吻合。

  

图6 铅锌矿滑坡地质剖面图Fig.6 Geological profile of landslide in a Pb-Zn deposit1—第四系松散 2—强风化千枚岩 3—砂岩 4—灰岩 5—全、强风化界线

 

表3 滑坡稳定性计算结果Table 3 Calculation result of landslide stability

  

剖面编号计算工况稳定系数FsJanbuBishop稳定性评价1—1’天然工况1.0761.102基本稳定暴雨工况0.9600.997不稳定2—2’天然工况1.0651.091基本稳定暴雨工况0.9490.985不稳定

3 结论

(1)研究区地质结构复杂，地形陡峭，滑动面上部松散覆土层(1m)和强风化层(6m)强度较低，透水性较好，下部的中风化岩体强度相对较高，透水性较差，岩土体易沿着此结构面向下滑动，为滑坡的形成提供有利的地形地质条件。

(2)降雨对千枚岩滑坡的影响最明显，地表水的渗入一方面增加了岩土体的自重增加下滑力；另一方面，水的渗入对上部不透水层产生动水压力，降低抗滑力；同时水的渗入使全强风化千枚岩强度明显降低，为滑坡的形成提供有利条件。

由于小学生处于思维的最佳发展阶段，因此，教师应在数学学科的教学活动中，重点培养小学生的创新性，从而促使小学生能够全面发展。教师在这一阶段数学学科的教学活动中，应采取数字化的资源进行教学，促进对小学生的全面发展。现阶段，由于一些学校的教学设施不完善，不能达到理想的教学效果。针对这一现象，教师合理地利用数字化的教学资源，将教学的内容与现代化的教学工具进行融合，引导小学生根据自身的学习水平选择学习的内容，从而培养其自身的思维能力，进行创新性的发展，进而达到理想的教学效果。

(3)公路的开挖破坏了坡体剪出口，对滑坡起一定的天然应力平衡状态，在坡脚形成临空面，为滑坡提供促进作用。

质量管理，一场无法抵达终点的旅程。采用现代工具，实行精细化监管，只为更少差错，更少事故。这过程漫长而美好，既然选择了远方，便只顾风雨兼程。

(4)今后对这类受降雨影响较大的岩土体滑坡，若后缘出现地表变形，建议先回填后缘地表变形裂缝，修建截排水沟防止地表水大量下渗，并进行专项勘察，确定岩土体分布规律、结构特征及其物理力学指标，提出有针对性的治理方案。

致谢：本文是在国家自然科学基金项目、云南省应用基础研究计划项目、云南省省级人培项目和云南省教育厅科学研究基金重点项目的支持下完成，在此表示感谢！

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