爆破震动对含水量较大的土质边坡影响的理论研究

爆破震动对含水量较大的土质边坡影响的理论研究

霍丹丹田靖

（河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司河北唐山063700）

摘要：大型露天矿山的生产爆破作业频繁，爆破震动对边坡稳定性造成很大的破坏性影响，破坏性影响主要表现在边坡体的松动变形、松动带岩体强度的降低、使原有边坡岩体裂隙更加发育等，这种间歇性破坏促使边坡透水问题更加严重，对边坡稳定极为不利。

关键词：边坡透水爆破震动土体强度

Theoreticalstudyoneffectofblastingvibrationonsoilslopewithlargewatercontent

Huodandanliuxiaoweitianjing

(1、2、3：HebeiironandSteelGroupsijiayingyanshanironoreLimitedcompany;TangshanCity,HebeiProvince063700)

Abstract:thefrequentproductionofblastinginlargeopenpitmine,theblastingvibrationcausedgreatdestructiveeffectontheslopestability,thedestructiveimpactismainlymanifestedintheslopedeformationandstrengthofrocklooseloosebeltdecreases,sothattheoriginalrockslopemoredevelopedcracks,theintermittentfailurepromptedmoreseriousproblemsofwaterslope,slopestabilityextremelyunfavorable.

Keywords:Slope;permeableblasting;vibration;soilstrength

前言

研山铁矿矿区位于岩山～龙山南部，东、东北部为低山丘陵。矿区南部为广阔的冲积平原，分布零星的孤丘，标高为20m～40m。区内地表水系发育，滦河位于矿区东侧约1km处；大型人工灌区—新河流经矿区东缘，其流量一般为34m3/s～100m3/s；小河又称狗尿河流经矿区西部，为一季节小河，据在响嘡村南观测，雨后水面宽16m，水深0.2m～1.0m，流量达6.25m3/s。大型露天矿山的生产爆破作业频繁，爆破震动对边坡稳定性造成很大的破坏性影响，破坏性影响主要表现在边坡体的松动变形、松动带岩体强度的降低、使原有边坡岩体裂隙更加发育等，这种间歇性破坏促使边坡透水问题更加严重，对边坡稳定极为不利。因此，降低爆破振动是矿山控制边坡变形及预防透水性滑坡的重点工作之一。

1、爆破振动对透水土质边坡的影响

1.1爆破对边坡的影响

爆破振动对露天矿山边坡稳定性的影响主要取决于爆破振动强度和边坡自身岩体的稳定性。岩体的倾斜方向、倾角、稳固性、孔隙、充填物、岩壁的粗糙度、强度等岩石不连续面都会阻碍纵波的传播，岩石的阻抗是对爆破产生的应变波衰减能力的标志，而应变波与气体能量的消耗有关，阻抗随孔隙率、节理发育、渗透性和含水性而增大。爆破时裂隙优先沿原有不连续面或弱面带出现，使原有不理的地质条件进一步恶化，增大透水性，从而使得边坡稳定性系数进一步降低，大幅度增大滑坡风险发生的概率。

1.2岩石边坡和土边坡的影响不同

由于岩体和土体内部结构不同、粘结力、应力大小及分布等不同，岩石和土质边坡失稳的内因也有所不同。影响岩石边坡稳定性的内在因素主要有岩石强度、孔隙大小、孔隙率、节理发育程度、渗水性等，而影响土质边坡的主要因素为土体强度、含水量、土体息止角大小，内摩擦力大小等。在爆破作业过程中，地震波对原岩产生扰动，使得原有裂隙、节理更加发育，增大透水性，而透水性增大，改变原岩应力分布，使原有结构更加不稳定。而土质边坡在爆破振动作用下，土体孔隙增大，孔隙率增加，受周围水文地质条件影响，土体含水量增大，塑性指数降低，土体息止角减小，稳定性降低。

2、爆破振动对土边坡的稳定性影响分析

2.1爆破振动对土边坡的稳定的分析：

Sarma法适用于评价具有诸如平面形、折线形、圆弧形或非圆弧曲线形等破坏面的各种类型滑坡的稳定性。受力分析见图2－1。

2.2.3结论

通过实际测试图可见含水量大的边坡地震波传播速度明显高于含水量小的位置，震感更强烈，破坏也更大。

3、总结

鉴于边坡含水量大，爆破地震效应明显增强，及爆破振动的间歇性破坏促使边坡透水问题更加严重等对边坡稳定极为不利的现象，实际生产作业中可对枯水期和富水期爆破振动控制的范围进行适当调整。本问针对爆破震动对透水性边坡的影响研究为生产中爆破震动控制提供了理论依据。

参考文献：

[１]曾晟杨仕教等爆破振动对地表建筑稳定性影响试验采矿与安全工程学报[Ｊ]2008第２５卷第２期１７６-１７９

[2]王亚伦赵进谦裂隙发育岩体爆破块度的预测中国矿业[J]1993年总第8期59-63