蚌埠市大洪山林场焦山宕口矿山滑坡特征及稳定性分析.pdf
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1、冶金与材料第 44 卷蚌埠市大洪山林场焦山宕口矿山滑坡特征及稳定性分析牟成志(安徽省地质矿产勘查局三一二地质队,安徽 蚌埠233000)冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 1 期2024 年 1 月Vol.44 No.1Jan.2024摘要:文章选取了蚌埠市大洪山林场焦山废弃宕口矿山为研究对象,在对研究区地质环境特征的判定分析的基础上,着重对区内的 HP01 滑坡的特征以及影响因素进行分析,确定了其稳定性。认为 HP01 滑体软弱的岩性组合、人工活动以及持续的降雨是导致滑坡活动的主因;在天然工况下,其稳定性为欠稳定;在暴雨工况条件下,该滑坡的稳定
2、性为不稳定。关键词:大洪山林场;滑坡;影响因素;稳定性评价作者简介:牟成志(1990),男,安徽淮北人,主要研究方向:水工环地质。蚌埠市大洪山林场焦山废弃宕口矿山开采历史较长,从 20 世纪 80 年代开始开采,形成多个开采宕口,开采边坡高陡,极易形成崩塌、滑坡等地质灾害隐患,目前各宕口开采均已闭坑,矿山治理责任主体灭失。本次选取蚌埠市大洪山林场焦山废弃宕口矿山作为典型的历史遗留矿山作为研究,在矿区所处地区有一定代表性,因此本次在对研究区实地勘查的基础上,重点对研究区内的滑坡类地质灾害的形成特征及稳定性进行研究,以期对该区域历史遗留矿山的地质灾害研究提供参考。1地质环境特征研究区位于淮河台坳的
3、蚌埠台拱与淮南陷褶断带的过渡带,褶皱构造总体为淮南复式向斜的一部分,为淮南复向斜系次级上窑复式向斜大磨山吴家山向斜带,研究区位于该向斜的北翼,未见明显的断裂构造。区域地貌属于江淮丘陵和波状平原区,按照地貌形态类型和成因划分为平原和丘陵两种,研究区及周边水系属淮河水系。区域主要水系为淮河南部支流,研究区内主要水系为人工开挖的水塘。2工程地质水文地质特征2.1工程地质特征根据基岩成因类型、岩性特征,评估区内岩体建造类型为沉积岩建造,根据其岩性可划分为较坚硬中厚层碳酸盐岩工程地质岩组、较软弱薄层碎屑岩工程地质岩组。较坚硬中厚层碳酸盐岩工程地质岩组:岩性为寒武系下统馒头组上段的灰岩。岩溶不发育,未见溶
4、沟、溶槽、溶洞等溶蚀现象,多见有 60毅和 70毅节理裂隙。岩石较坚硬,强度高,新鲜岩石抗压强度 45171MPa,耐崩解性指数 98.2%89.9%,自由膨胀率轴向 0.00389%0.0310%,径向 0.00486%0.0562%。经统计 RQD 值为65%73%,岩石完整度中等。岩石质量系数 0.1419,岩石质量中等。软化系数 0.350.93,岩组工程稳定性良好。较软弱薄层碎屑岩工程地质岩组:岩性为寒武系下统馒头组上段的紫红色泥岩。溶蚀裂隙一般,抗风化能力弱,岩石质地较软弱,新鲜岩石抗压强度 2040MPa,耐崩解性指数 95.8%96.9%,自由膨胀率轴向 0.241%0.38%
5、,径向 0.00352%0.114%。经统计 RQD 值为 30%60%,岩石完整度较差。岩石质量系数为 0.0479,岩石质量差。软化系数 0.400.95。岩组工程稳定性差。2.2水文地质特征根据地下水含水介质特征,研究区地下水类型主要划分为 2 个含水岩组。碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组:主要为寒武系灰岩。水量丰富但不均一,泉流量小于 1l/s,径流模数为2L/s km2(裸露型);单井涌水量一般为 100500m3/d(埋藏型),地下水化学类型以 HCO3-Ca、HCO3-Ca Mg 型为主,矿化度小于 1g/L。碎屑岩类裂隙水含水岩组:由寒武系紫红色泥岩组成。分布于研究区北部,呈薄层状分
6、布于边坡坡体,裂隙弱发育,富水性弱。3滑坡特征蚌埠市大洪山林场焦山废弃宕口由于山体开采,形成 7 处开采边坡,坡体节理裂隙发育,局部坡面发育有多条拉张裂缝,裂缝长度 15.6200m 不等,宽 0.23m,切深 2.58.4m,共发现 2 处滑坡和 3 处危岩体,此次对研究区内比较具有代表性的 HP01 滑坡进行研究。HP01 滑坡位于焦山宕口开采边坡水塘南侧,为牵引式滑坡。由于山体开采,形成高陡边坡,受降雨和爆破震动影响,局部存在滑塌迹象。该滑坡体长 65m,宽350m,坡度 35毅,滑动方向 10毅,滑坡体上发育有多条拉张裂缝,长 50200m 不等,宽 0.22.5m,切深 37m,滑5
7、8第 1 期坡整体沿开采边坡方向向下滑动。截至 2023 年 5 月,该滑坡仅破坏开采山体边坡,未造成财产损失、人员伤亡。3.1滑坡体结构特征HP01 滑坡位于焦山废弃宕口水塘南侧,地貌类型为中丘,其坡向约为 10毅,坡度约为 35毅。滑坡体的岩性为寒武系中下统馒头组灰岩。滑坡为岩质顺层滑坡,滑坡体主滑动方向约为 10毅,滑面为灰岩和泥岩接触面,滑动面较破碎,碎石泥质充填,产状 10毅蚁30毅。滑坡体平面呈弧形,长约 65m,宽 350m,厚 7.29.9m,平均厚度7m,面积约为 13500m2,体积约为 94500m3。滑坡后缘壁高约 7m,滑坡体上发育有多条拉张裂缝,走向近东西向,倾向
8、340毅115毅,倾角 70毅耀80毅,裂缝长50200m 不等,宽 0.22.5m,切深 37m。滑坡体前缘滑无堆积体,为开采形成水塘,水塘深 89m。滑坡特征见表 1。3.2滑坡体岩性特征HP01 滑坡滑坡体为上部灰岩,厚 7.29.9m,灰色,灰绿,微晶结构,砂质泥状结构,波纹层状构造,瘤状构造,主矿物方解石,次矿物黏土矿物。岩石质地较坚硬,锤击声音较清脆,下部见 50毅和 70毅节理裂隙,节理裂隙弱发育,岩石较完整,岩芯多呈长柱状、短柱状,局部碎块状,RQD 65%73%。3.3滑带特征HP01 滑坡滑动面为岩体层理面,即寒武系中下统馒头组灰岩和寒武系中下统馒头组紫红色泥岩分隔面,前缘
9、由于山体开采形成临空面,及降雨期雨水入渗,岩体层理面抗剪强度降低,在地形和自重影响下,发生滑动变形,滑带厚度小于 0.3m。3.4滑床特征滑床为寒武系中下统馒头组紫红色泥岩,厚度约16m,勘查已揭穿该层。4滑坡成因剖析4.1滑坡的成因滑坡所在开采边坡坡度为约 37毅,开采边坡表层为寒武系中下统馒头组灰岩,岩石质地较坚硬下部为寒武系中下统馒头组紫红色泥岩,岩石质地较软弱,在暴雨和震动情况下,因重力作用沿岩层软弱结构面发生逐级移动,前部低洼陡峭区域优先变形,运动属牵引式。蚌埠市大洪山林场焦山废弃宕口矿山开采历史长,该矿山从 20 世纪 80 年代开始开采,由于矿山开采,边坡坡面形成多处拉张裂隙,边
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