煤炭学报

作者：陶志刚, 许闯, 刘凇源, 李勇, 修可馨,

关键词：近水平边坡, 软弱夹层, 降雨入渗, NPR锚索, 物理模型试验, 破坏机理,

近年来，随着我国露天煤矿开采规模的不断扩大，露天矿区边坡的稳定性与安全性愈发受到关注。位于陈旗煤田的宝日希勒露天煤矿边坡具有岩石强度低、地层倾角小且含有软弱夹层等特点，在降雨条件下易发生严重的滑移破坏。为探究此类边坡在降雨条件下的破坏机理及NPR锚索支护体系对此类边坡的控制效果，利用模型试验与数值模拟进行研究。结果表明：① 由现场破坏特征与模型试验结果可知，边坡破坏模式为降雨作用下弱层带发生破坏而造成边坡发生剪切—滑移，降雨入渗是诱发边坡发生破坏的主要因素，破坏分为初始变形、弱层破坏与整体破坏3个阶段，且由位移监测结果可知坡体裂缝最宽可达35 mm，说明边坡滑移破坏明显；② 由数值模拟分析可知，在降雨条件下边坡变形量显著增加，在无锚固措施下其最大变形量可达40 cm。同时，在越靠近煤层位置，边坡剪切破坏塑性区的面积越大，在岩体沿软弱层滑移后，滑坡体出现大面积剪切破坏，这验证了边坡剪出滑移破坏的变形形式；③ 对比分析NPR锚索加固方案与PR锚索加固方案可知，NPR锚索的支护效果远优于PR锚索，NPR锚索支护下边坡最大位移减少17.6 cm，而PR锚索支护下边坡最大位移仅减少10.3 cm，且NPR锚索加固下边坡塑性破坏区基本消失，而PR锚索加固下边坡塑性破坏区仍存在且向坡体深处扩展，边坡存在滑坡隐患。研究探明了降雨条件下近水平弱层边坡的破坏机理，提出NPR锚索加固方案并验证其可行性，为相关边坡工程提供一定参考依据。

来源：2024年第12期

《煤炭学报》期刊编辑部

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