采动-裂隙水耦合下含深大裂隙岩溶山体失稳破坏机理

摘要

岩溶坡体裂隙对山体的稳定性起到了控制作用.为研究采动和裂隙水作用下含深大裂隙岩溶山体的失稳破坏机制,依托贵州纳雍普洒"8·28"特大崩滑案例,在现场调查的基础上,分析了山体崩滑特征,采用离散元UDEC数值模拟,研究了地下开采和裂隙水渗流耦合作用下含深大裂隙岩溶山体的变形破坏过程和失稳机制,分析了采动诱发含深大裂隙山体的破坏特征,讨论了裂隙水渗流对采动山体变形的作用规律.结果 表明,采动对坡体变形的影响是一个随开采不断调整的过程,随开采进行,坡体变形由坡体整体下沉转变为坡体中部临空挤出.岩溶山体的深大裂隙对坡体的变形和破坏起控制作用,其中延伸最长的主裂隙决定了坡体的破裂演化形式.坡体破坏时,坡顶岩体沿主裂隙向下滑移,挤推中、下部坡体,在中、下坡体内形成潜在滑面,潜在滑面向主裂隙底部扩展并贯通.采动作用下含深大裂隙岩溶山体的整体失稳破坏过程为:坡体沉陷变形—坡顶向坡内倾倒—主裂隙闭合—坡体上部沿主裂隙滑移—主裂隙开裂—坡体中部挤出—中、下部岩体破碎—潜在滑面贯通—崩滑形成.地下开采前,裂隙水是引起坡体变形的主要因素,但对坡体稳定性影响不大.开采后,采动对坡体的变形起主导作用,水力对坡体变形和破坏的贡献取决于开采阶段.随着开采的进行,开采对坡体的扰动强度先增加后减小,水力促进坡体变形的作用也先增加后减小.开采扰动越强烈,水力作用越显著,反之水力作用越弱.