极端降雨事件对采矿边坡稳定性的影响(transient water pressures)

1 引言

在极端降雨事件中，岩石边坡的破坏模式与土边坡的边坡模式有着显著的不同【降雨对边坡稳定的影响---FLAC的两相流模拟】。土边坡的破坏主要是由于土体内粘结力的丧失而发生破坏，而岩石边坡的破坏通常是由于裂缝中的高瞬态水压力【瞬态地下水分析(Transient Groundwater Analysis)】，特别是拉力诱发的裂缝(张裂缝)。

在稳态条件下，沿结构面的任意点处的压力可以近似为该点距离地下水位的垂直深度与水的单位重量的乘积。在瞬态条件下，张裂缝可能会迅速充满水，张裂缝中的水压力显著高于稳态条件下的水压力，因而边坡安全系数会降低。

瞬态水压力(transient water pressures)会引起岩体孔隙和裂缝内水压力的变化。这些变化可以是快速的或逐渐发生的，取决于岩体的水力特性以及降雨量的大小和持续时间。瞬态水压力对岩石边坡的力学行为和强度有着重要影响。水压力的增加降低了岩体的有效应力和剪切强度，导致边坡稳定性下降，位移增加。相反，水压的降低可以增加岩体的有效应力和剪切强度，从而恢复边坡稳定性，并减小变形和位移。

本文概述了应对极端降雨事件的措施和挑战，最后总结了一些相关的研究论文(1996~2020)。

2 措施

因此，对于极端降雨事件要尽可能减少岩体内张裂缝的形成，从而限制水进入裂缝的机会；提供良好的地表排水设施以防止水渗透边坡。设计边坡时需要考虑极端降雨可能对边坡产生不利影响的可能性，即考虑降雨引起的瞬态压力。选择适当的极端降雨可接受性标准取决于矿山的风险承受能力，在极端降雨条件下(24小时持续时间和140年回归周期)设计的安全系数应该至少为1，分析方法可以使用等效连续岩体模型和/或显式的不连续性模型。