本發(fā)明屬于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析以及滑坡預(yù)警領(lǐng)域，尤其是一種用于露天礦坑尾礦庫邊坡滑坡預(yù)警的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

高陡巖質(zhì)邊坡是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中常見的類型，在礦山、隧道等分布較為廣泛，在自重應(yīng)力作用下，隨著露天采礦活動(dòng)的進(jìn)行，邊坡臨空面逐漸增大，滑坡產(chǎn)生的概率逐漸增大。邊坡后緣張開裂隙使得降雨不斷入滲，結(jié)構(gòu)面上靜水壓力和動(dòng)水壓力加劇滑坡產(chǎn)生的危險(xiǎn)，地表位移不斷增大。

露天金礦開采任務(wù)結(jié)束后，礦坑作為鄰近選礦廠的尾礦庫使用，工業(yè)用水的排放及雨季降雨使得尾礦庫持續(xù)蓄水，庫水對邊坡的影響主要包括兩個(gè)方面：一是水對邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)的影響；二是水位循環(huán)對邊坡巖石的影響。露天礦坑尾礦庫邊坡穩(wěn)定性分析受庫水位影響顯著，并且具有突發(fā)性，常常導(dǎo)致大規(guī)模的滑坡災(zāi)害。

目前，常用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要存在3個(gè)方面的問題：一是現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對保障露天礦坑尾礦庫安全使用的必要監(jiān)測內(nèi)容不全面，一般的露天礦坑尾礦庫邊坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對邊坡自身的位移及應(yīng)力變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，而對于誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的主導(dǎo)因素不加以分析，從而缺乏對主要誘發(fā)因素的監(jiān)測。對于露天礦坑尾礦庫，由于水位的變化導(dǎo)致礦坑巖石的損傷，是導(dǎo)致位移增大的直接因素，也是導(dǎo)致滑坡的促進(jìn)因素，所以應(yīng)加強(qiáng)對對水位變化的監(jiān)測；二是動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的成本較高，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的儀器設(shè)備應(yīng)用于滑坡的監(jiān)測，如聲發(fā)射監(jiān)測、磁傳感器、三維激光掃描等技術(shù)，雖都能精度較高的監(jiān)測邊坡的安全狀態(tài)，但成本較高，并且儀器設(shè)備較為精密，容易被人為因素破壞；三是現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測指標(biāo)的監(jiān)測頻率以及預(yù)警值都為固定值。但對于露天礦坑尾礦庫，尾礦的排放狀態(tài)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變量，固定的監(jiān)測頻率并不能做到最優(yōu)化監(jiān)測，所以需要建立更為全面的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于露天礦坑尾礦庫邊坡滑坡預(yù)警的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，通過礦區(qū)地質(zhì)勘探資料，結(jié)合巖石力學(xué)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，分析誘發(fā)邊坡滑移的主導(dǎo)因素。采用多個(gè)變形參數(shù)指標(biāo)，并突出水位的監(jiān)測，并選擇合理的監(jiān)測頻率及預(yù)警值，對于露天礦坑尾礦庫更全面、更合理的監(jiān)測手段。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種用于露天礦坑尾礦庫邊坡滑坡預(yù)警的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

礦坑水位監(jiān)測單元，用GPS量測水位高程變化，通過地質(zhì)資料及室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)分析可得，礦坑水位循環(huán)變化是產(chǎn)生滑坡的主要誘因，礦坑水位的變化決定其他監(jiān)測單元的監(jiān)測頻率；

地表裂縫及位移監(jiān)測單元，采用GPS系統(tǒng)測量，GPS數(shù)據(jù)采集使用多臺(tái)GPS接收機(jī)同步觀測以獲得觀測數(shù)據(jù)，觀測完成后，下載觀測數(shù)據(jù)，對下載的數(shù)據(jù)初步解算處理；

深部變形及位移監(jiān)測單元，采用鉆孔傾斜儀監(jiān)測，采取定期測孔，由技術(shù)人員攜帶鉆孔測斜儀監(jiān)測設(shè)備，到滑坡現(xiàn)場對深部位移測試，記錄數(shù)據(jù)，然后對監(jiān)測數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)整理；

宏觀巡查監(jiān)測單元，通過調(diào)查和巡訪直接了解邊坡的變化情況；

中央處理單元，前述各單元的數(shù)據(jù)分別輸送至中央處理器中，通過調(diào)用原始數(shù)據(jù)庫資料，分析位移監(jiān)測資料與水位監(jiān)測資料的關(guān)系，同時(shí)結(jié)合宏觀巡查資料分析邊坡失穩(wěn)的概率。

所述礦坑水位監(jiān)測單元，具體包括監(jiān)測內(nèi)容為水位值的變化，數(shù)據(jù)處理后解譯為水位變化量和變化速率曲線圖；水位的變化量和變化速率決定著其他監(jiān)測單元的監(jiān)測頻率，監(jiān)測頻率與水位的變化量和變化速率成正比。

所述地表裂縫及位移監(jiān)測單元，具體包括在穩(wěn)定地段建立基準(zhǔn)點(diǎn)，在監(jiān)測邊坡體上設(shè)置觀測點(diǎn)，運(yùn)用GPS定期測量測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)之間的位移變化量；數(shù)據(jù)處理后解譯為滑坡體地表位移量、位移方向和變形速率曲線圖。

所述觀測點(diǎn)的布置，在深部巖體位移監(jiān)測布置3個(gè)測斜孔。

為完成地表位移測點(diǎn)布置，在北幫邊坡建立監(jiān)控網(wǎng)，并采用GPS實(shí)時(shí)監(jiān)測的方法，采用直接埋設(shè)方法，完成了各測點(diǎn)的位移值測量。

所述地表裂縫監(jiān)測單元，采用鋼卷尺測量，監(jiān)測內(nèi)容主要是裂縫的擴(kuò)展情況，如果裂縫發(fā)展速度突然跳躍式的變化，或者縱向裂縫突然被拉長，預(yù)示邊坡即將失穩(wěn)破壞。

在坡頂拉裂裂縫兩側(cè)共布置5組裂縫寬度測量基點(diǎn)，用鋼卷尺直接量測裂縫的寬度變化。

所述深部變形及位移監(jiān)測單元，具體包括通過觀測深部巖體位移，準(zhǔn)確掌握坡體滑動(dòng)面的位置、邊坡測點(diǎn)位移速率和邊坡體位移隨深度的變化情況；監(jiān)測數(shù)據(jù)處理后的歷時(shí)曲線，解譯為崩滑體內(nèi)各巖土層相對位移的空間分布和變形規(guī)律。

所述宏觀巡查監(jiān)測單元，具體包括沉降、隆起、建筑物變形及異?，F(xiàn)象，提交崩滑體巡查路線及變形情況報(bào)告。

所述異?，F(xiàn)象包括地聲、地下水異常和動(dòng)物異常。

一種利用用于露天礦坑尾礦庫邊坡滑坡預(yù)警的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟：

1)地質(zhì)資料分析，通過對礦區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行分析，確定誘發(fā)露天礦坑尾礦庫邊坡失穩(wěn)的主要地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)礦山地質(zhì)勘探資料及目前邊坡產(chǎn)生變形的滑坡潛在區(qū)域分析，確定地表位移監(jiān)測點(diǎn)的位置及數(shù)目，邊坡體內(nèi)部存在軟弱蝕變帶結(jié)構(gòu)，是發(fā)生滑坡的重要結(jié)構(gòu)面，根據(jù)蝕變帶位置確定深部位移監(jiān)測點(diǎn)的位置、深度、數(shù)目；

2)室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)，尾礦的排放使的水位處于持續(xù)變化狀態(tài)。通過室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)分析水位變化對巖石的力學(xué)特性的影響，選取典型的蝕變帶巖石，進(jìn)行不同飽水-失水循環(huán)條件單軸和三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，水位變化對邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)造成嚴(yán)重?fù)p傷，是產(chǎn)生滑坡的主要誘導(dǎo)因素；

3)有限元強(qiáng)度折減法分析，通過建立的數(shù)值模型分析水位變化時(shí)，邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變及安全系數(shù)的變化，確定水位變化是影響滑坡的主要因素；

4)監(jiān)測設(shè)備的安裝與調(diào)試，安裝GPS測量系統(tǒng)，運(yùn)行設(shè)備并記錄初始數(shù)據(jù)，利用鉆孔測斜儀測量并記錄各個(gè)測孔的初始數(shù)據(jù)；

5)監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取與處理，監(jiān)測信息涉及施測項(xiàng)目全部測點(diǎn)成果數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，定期由專業(yè)監(jiān)測人員攜帶GPS接收機(jī)、移動(dòng)式鉆孔傾斜儀設(shè)備，到各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)觀測記錄或下載數(shù)據(jù)；

6)一個(gè)期次的監(jiān)測工作完成后，及時(shí)處理各類監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)，剔出監(jiān)測噪音數(shù)據(jù)；對可靠的數(shù)據(jù)編制各類數(shù)據(jù)成果表、曲線圖，綜合分析監(jiān)測成果；掌握滑坡的變形動(dòng)態(tài)，編寫監(jiān)測報(bào)告。

步驟5)中的數(shù)據(jù)處理如下：

(1)異常數(shù)據(jù)的剔除與內(nèi)插

對監(jiān)測數(shù)據(jù)中明顯異常和誤差較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行了剔除，為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的等間隔性，對剔除后的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性內(nèi)插處理；

對于累積位移系列Y₁，Y₂，Y₃…Y_i…Y_p…Y_j…Y_n，i、j、n為順序時(shí)間序列，n為大于3的整數(shù)，p為剔除點(diǎn)個(gè)數(shù)；

其對應(yīng)的時(shí)間系列為t₁，t₂，t₃…t_i…t_p…t_j…t_n，如果在t_i…t_j間剔除了p個(gè)數(shù)據(jù)，剔除后的內(nèi)插值采用下式計(jì)算：

式中：t_i為監(jiān)測時(shí)間；Y_i為從開始到t_i累計(jì)位移，Y_j為從開始到t_j累計(jì)位移；

(2)投影

首先，通過統(tǒng)計(jì)分析的手段判定監(jiān)測點(diǎn)累積位移的位移方向，以大多數(shù)位移矢量方向?yàn)橐罁?jù)，確定各點(diǎn)的主滑方向，并將各點(diǎn)位移矢量向各點(diǎn)的主滑方向投影，得到各點(diǎn)在主滑方向上的位移；下式為計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)在主滑方向的累積位移量的計(jì)算公式：

Y_i^*＝Y(jié)_icos(α_i-γ)

式中：Y_i^*－各點(diǎn)累積位移在主滑方向上的投影；

α_i－累積位移方位角；

γ－主滑方位角；

(3)變形突變現(xiàn)象的分析與處理

分析累積位移-時(shí)間曲線的類型，歸納不同類型累積位移-時(shí)間曲線所對應(yīng)的滑坡變形規(guī)律；不同類型的累積位移-時(shí)間曲線的處理方法不同：光滑型曲線不處理；震蕩型曲線釆用均勻?yàn)V波法進(jìn)行平滑處理，采用二次濾波處理累積位移：

式中：Y_i¹－一次均勻?yàn)V波后所得累積位移；

Y_i²－二次均勻?yàn)V波后所得累積位移。

本發(fā)明中，各監(jiān)測單元及手段如表1所示。

表1主要監(jiān)測方法表

監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，監(jiān)測信息涉及施測項(xiàng)目全部測點(diǎn)成果數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，定期由專業(yè)監(jiān)測人員攜帶GPS接收機(jī)、移動(dòng)式鉆孔傾斜儀等設(shè)備，到各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行觀測記錄或下載數(shù)據(jù)。

表2滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和整理信息表

對于庫水位的監(jiān)測，應(yīng)該考慮到選礦廠尾礦的排放，監(jiān)測時(shí)間應(yīng)該為每月兩次，加密期間每周一次，通過分析得到的庫水位變化監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定其他監(jiān)測單元的監(jiān)測頻率。當(dāng)庫水位變化速率位于0—2cm/d范圍內(nèi)，其他監(jiān)測單元采用常規(guī)監(jiān)測；當(dāng)庫水位變化速率位于2—5cm/d范圍內(nèi)，應(yīng)該采用加密監(jiān)測；當(dāng)庫水位變化速率大于10cm/d時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測，防止滑坡的突然發(fā)生。

對于變形趨勢加劇的滑坡體，位移監(jiān)測數(shù)據(jù)采集周期的確定需要考慮不同的變形階段和儀器系統(tǒng)誤差來調(diào)整，而庫水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測，由于其過程數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)，其采集間隔要保持一致性。基于變形-水位相關(guān)性分析的需要，位移監(jiān)測數(shù)據(jù)采集間隔應(yīng)盡量保持時(shí)間和空間域內(nèi)的連續(xù)性，以免遺漏一些動(dòng)態(tài)細(xì)節(jié)，同時(shí)可以提高數(shù)據(jù)分析的精確度。

監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理，為直觀的描述滑坡的變形特征，監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理分析方法主要是各類圖表，如：地表位移-水位-時(shí)間關(guān)系曲線、滑坡裂縫位移-水位關(guān)系曲線、地下測斜位移-深度-時(shí)間關(guān)系曲線；滑坡位移速率曲線、滑坡位移矢量等。

成果資料整理中，對于宏觀地質(zhì)變形特征應(yīng)予以重視，特別是裂縫的發(fā)生及發(fā)展規(guī)模、連通性、地面沉降、下陷、建筑物變形和與變形有關(guān)的異?，F(xiàn)象(如地聲、地下水異常、動(dòng)物異常等)。

測點(diǎn)布置，深部巖體位移監(jiān)測布置3個(gè)測斜孔，測斜孔埋設(shè)詳細(xì)信息如表3所示。

表3測斜孔埋設(shè)信息表

為完成地表位移測點(diǎn)布置，特在北幫邊坡建立監(jiān)控網(wǎng)，并采用GPS實(shí)時(shí)監(jiān)測的方法，采用直接埋設(shè)方法，完成了各測點(diǎn)的位移值測量，沉降、水平位移觀測點(diǎn)布置示意圖如圖1a、圖1b所示，觀測點(diǎn)的平面分布圖如圖3所示。為了觀測裂縫的變化，在坡頂拉裂裂縫兩側(cè)共布置5組裂縫寬度測量基點(diǎn)，用鋼卷尺直接量測裂縫的寬度變化，這種方法操作簡單、直觀性強(qiáng)，裂縫監(jiān)測點(diǎn)布置如圖2a所示。

本發(fā)明的有益效果是：針對露天礦坑尾礦庫工程地質(zhì)環(huán)境，對產(chǎn)生滑坡的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，根據(jù)水位循環(huán)對邊坡巖石的損傷作用，建立動(dòng)態(tài)水位監(jiān)測系統(tǒng)，一是通過分析地質(zhì)勘探資料，可得邊坡體內(nèi)部存在軟弱蝕變帶結(jié)構(gòu)，是發(fā)生滑坡的重要結(jié)構(gòu)面，根據(jù)蝕變帶位置確定深部位移監(jiān)測點(diǎn)的位置、深度、數(shù)目確定；二是通過有限元強(qiáng)度折減法分析水位變化對邊坡應(yīng)力、應(yīng)變及安全系數(shù)的影響，確定水位變化是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素；三是通過不同飽水-失水循環(huán)條件下的室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，分析飽水-失水循環(huán)對邊坡巖石造成的損傷，水位變化對邊坡巖石產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷，邊坡巖石力學(xué)條件的弱化，是導(dǎo)致巖石邊坡失穩(wěn)的主要誘因。所以，應(yīng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)突出水位變化監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)露天礦坑邊坡的既能統(tǒng)籌兼顧又突出重點(diǎn)監(jiān)測。水位變化是產(chǎn)生滑坡的主要誘導(dǎo)因素，必須加強(qiáng)對水位變化的監(jiān)測，根據(jù)水位變化資料確定其他監(jiān)測單元的監(jiān)測頻率，做到關(guān)鍵時(shí)期重點(diǎn)監(jiān)測、正常時(shí)期普通監(jiān)測。

附圖說明

圖1a、圖1b分別是本發(fā)明中地表位移觀測點(diǎn)及測斜孔布置示意圖；

圖2a是本發(fā)明中地表裂縫監(jiān)測點(diǎn)布置示意圖；

圖2b、圖2c分別是487勘探線地質(zhì)剖面圖及數(shù)值計(jì)算模型圖；

圖2d、圖2e分別是天然工況、庫水位升至-58米條件下位移云圖；

圖2f、圖2g分別是天然工況、庫水位升至-58米條件下滑坡剪應(yīng)變增量等值線圖；

圖3是本發(fā)明中觀測點(diǎn)平面分布圖；

圖4是本發(fā)明中水位變化圖；

圖5是本發(fā)明中邊坡變形分區(qū)圖；

圖6a、圖6b分別是本發(fā)明中GC3、GC7、GC8累積位移、位移速率與水位關(guān)系圖；

圖7a、圖7b分別是本發(fā)明中GC4、GC6、GC13累積位移、位移速率與水位關(guān)系圖；

圖8a、圖8b分別是本發(fā)明中GC2、GC9、GC10、GC12、GC33累積位移、位移速率與水位關(guān)系圖；

圖9a、圖9b分別是本發(fā)明中滑坡裂縫累積位移、位移速率與時(shí)間關(guān)系圖；

圖10a、圖10b分別是本發(fā)明中1#、2#孔深部位移變化曲線；

圖11是本發(fā)明中3#孔深部位移變化曲線；

圖中：GC為深部位移測點(diǎn)孔號(hào)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

1.選定邊坡，監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置：

本發(fā)明以煙臺(tái)倉上金礦尾礦庫邊坡為例說明，影響礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性的構(gòu)造主要是3#蝕變帶，3#蝕變帶是寬度為10～20m，長度為400m左右的構(gòu)造破碎帶，位于礦區(qū)氰冶廠區(qū)和507勘探線之間。3#蝕變帶傾角靠近地表部分傾角近50°，越往深處，其傾角越大，總體傾角在50°～60°之間。3#蝕變帶內(nèi)巖層為黃鐵絹英巖化碎裂帶，呈松散塊狀構(gòu)造，主要由石英、絹云母、黃鐵礦等礦物組成，其中蘊(yùn)含黃鐵礦，黃鐵礦黃鐵絹英巖化碎裂帶受晚期構(gòu)造活動(dòng)的影響，總體呈破碎狀，蝕變嚴(yán)重，呈細(xì)脈狀?yuàn)A于巖層中，嚴(yán)重影響邊坡的安全。

深部巖體位移監(jiān)測共布置3個(gè)測斜孔，2014年7月已完成測斜孔鉆孔和測斜管安裝工作，并采用測斜儀器實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測。地下深部巖石位移監(jiān)測周期為4周/次，當(dāng)?shù)叵挛灰谱兓枯^大時(shí)加密測量頻率。為完成地表位移測點(diǎn)布置，特在北幫邊坡建立監(jiān)控網(wǎng)，并采用GPS實(shí)時(shí)監(jiān)測的方法，采用直接埋設(shè)方法，完成了各測點(diǎn)的位移值測量。水位監(jiān)測周期為4周/次，當(dāng)水位變化較快時(shí)加密測量頻率。為了觀測裂縫的變化，在坡頂拉裂裂縫兩側(cè)共布置5組裂縫寬度測量基點(diǎn)，用鋼卷尺直接量測裂縫的寬度變化，這種方法操作簡單、直觀性強(qiáng)。

2.監(jiān)測步驟：

一種利用用于露天礦坑尾礦庫邊坡滑坡預(yù)警的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟：

1)地質(zhì)資料分析，通過對礦區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行分析，確定誘發(fā)露天礦坑尾礦庫邊坡失穩(wěn)的主要地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)礦山地質(zhì)勘探資料及目前邊坡產(chǎn)生變形的滑坡潛在區(qū)域分析，確定地表位移監(jiān)測點(diǎn)的位置及數(shù)目，邊坡體內(nèi)部存在軟弱蝕變帶結(jié)構(gòu)，是發(fā)生滑坡的重要結(jié)構(gòu)面，根據(jù)蝕變帶位置確定深部位移監(jiān)測點(diǎn)的位置、深度、數(shù)目；

2)有限元強(qiáng)度折減法分析，通過建立的數(shù)值模型分析水位變化時(shí)，邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變及安全系數(shù)的變化，確定水位變化是影響滑坡的主要因素；

3)室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)，尾礦的排放使的水位處于持續(xù)變化狀態(tài)；通過室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)分析水位變化對巖石的力學(xué)特性的影響，選取典型的蝕變帶巖石，進(jìn)行不同飽水-失水循環(huán)條件單軸和三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，水位變化對邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)造成嚴(yán)重?fù)p傷，是產(chǎn)生滑坡的主要誘導(dǎo)因素；

4)監(jiān)測設(shè)備的安裝與調(diào)試，安裝GPS測量系統(tǒng)，運(yùn)行設(shè)備并記錄初始數(shù)據(jù)，利用鉆孔測斜儀測量并記錄各個(gè)測孔的初始數(shù)據(jù)；

5)監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取與處理，監(jiān)測信息涉及施測項(xiàng)目全部測點(diǎn)成果數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，定期由專業(yè)監(jiān)測人員攜帶GPS接收機(jī)、移動(dòng)式鉆孔傾斜儀設(shè)備，到各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)觀測記錄或下載數(shù)據(jù)；

6)一個(gè)期次的監(jiān)測工作完成后，及時(shí)處理各類監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)，剔出監(jiān)測噪音數(shù)據(jù)；對可靠的數(shù)據(jù)編制各類數(shù)據(jù)成果表、曲線圖，綜合分析監(jiān)測成果；掌握滑坡的變形動(dòng)態(tài)，編寫監(jiān)測報(bào)告。

步驟5)中的數(shù)據(jù)處理如下：

(1)異常數(shù)據(jù)的剔除與內(nèi)插

對監(jiān)測數(shù)據(jù)中明顯異常和誤差較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行了剔除，為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的等間隔性，對剔除后的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性內(nèi)插處理；

對于累積位移系列Y₁，Y₂，Y₃…Y_i…Y_p…Y_j…Y_n，其對應(yīng)的時(shí)間系列為t₁，t₂，t₃…t_i…t_p…t_j…t_n，如果在t_i…t_j間剔除了p個(gè)數(shù)據(jù)，剔除后的內(nèi)插值采用下式計(jì)算：

式中：t_i為監(jiān)測時(shí)間；Y_i為從開始到t_i累計(jì)位移；

(2)投影

首先，通過統(tǒng)計(jì)分析的手段判定監(jiān)測點(diǎn)累積位移的位移方向，以大多數(shù)位移矢量方向?yàn)橐罁?jù)，確定各點(diǎn)的主滑方向，并將各點(diǎn)位移矢量向各點(diǎn)的主滑方向投影，得到各點(diǎn)在主滑方向上的位移；下式為計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)在主滑方向的累積位移量的計(jì)算公式：

Y_i^*＝Y(jié)_icos(α_i-γ)

式中：Y_i^*－各點(diǎn)累積位移在主滑方向上的投影；

α_i－累積位移方位角；

γ－主滑方位角；

(3)變形突變現(xiàn)象的分析與處理

分析累積位移-時(shí)間曲線的類型，歸納不同類型累積位移-時(shí)間曲線所對應(yīng)的滑坡變形規(guī)律；不同類型的累積位移-時(shí)間曲線的處理方法不同：光滑型曲線不處理；震蕩型曲線釆用均勻?yàn)V波法進(jìn)行平滑處理，采用二次濾波處理累積位移：

式中：Y_i¹－一次均勻?yàn)V波后所得累積位移；

Y_i²－二次均勻?yàn)V波后所得累積位移；

3.有限元強(qiáng)度折減法分析

選取北幫邊坡穿過3#蝕變帶的487勘探線處建立模型(圖2c)，共劃分11950個(gè)單元，13959個(gè)節(jié)點(diǎn)。模型前后施加Y方向的約束，兩側(cè)施加X方向的約束，底部施加固定約束，地表為自由面。僅考慮重力，計(jì)算工況分為蓄水前和蓄水至-58m兩種。

表4 487勘探線自然狀態(tài)參數(shù)取值

表5 487勘探線飽水狀態(tài)參數(shù)取值

計(jì)算兩種工況下的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)，結(jié)果如表6所示。從表6可以看出，邊坡蓄水前的穩(wěn)定系數(shù)為1.36，蓄水至-58m劣化為1.26，穩(wěn)定系數(shù)減小，邊坡整體穩(wěn)定性降低。

表6邊坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果

邊坡局部穩(wěn)定性主要從邊坡在選取兩種計(jì)算工況條件下的位移場和應(yīng)變場進(jìn)行分析，其位移等值線圖、剪應(yīng)變增量等值線圖見圖2d-圖2g。

(1)邊坡位移場分析

依據(jù)邊坡的位移等值線圖可以看出：邊坡在天然工況和庫水位升至-58米條件下的變性特征相似，即邊坡變形主要集中在邊坡前部(蝕變帶和臨近礦坑部位)，與邊坡現(xiàn)場變形調(diào)查和專業(yè)監(jiān)測的結(jié)果基本一致；相較于天然工況，庫水位升至-58米邊坡位移增加迅速，坡腳處最大位移由70mm增大到110mm，坡頂位移由60mm增大到100mm，與實(shí)際監(jiān)測結(jié)果較為吻合。

(2)邊坡應(yīng)變場分析

根據(jù)邊坡剪應(yīng)變增量等值線圖可以看出：從整體上看，剪應(yīng)變增量的峰值主要集中于邊坡蝕變帶部位，說明此位置處較危險(xiǎn)；庫水位升至-58米較天然工況剪應(yīng)變增量峰值的量值增大，0.18至0.26，增幅為0.08，且剪應(yīng)變增量貫通率也增大，這說明庫水位升至-58米較天然工況對滑坡體的穩(wěn)定性影響要大。

根據(jù)邊坡整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性的分析結(jié)果可知：

①邊坡蓄水前的穩(wěn)定系數(shù)為1.36，蓄水至-58m劣化為1.26，穩(wěn)定系數(shù)減小，邊坡整體穩(wěn)定性降低，說明水位上升對邊坡整體穩(wěn)定性有較大影響；但二者的穩(wěn)定性均大于1.2，說明現(xiàn)階段邊坡處于穩(wěn)定變形階段，與實(shí)際狀況吻合。

②邊坡前部和礦坑水接觸的位置及蝕變帶處位移和剪應(yīng)變增量最大，同時(shí)一旦滑面貫通可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。綜合確定在礦坑水位的持續(xù)作用下，邊坡前部發(fā)生失穩(wěn)破壞的可能性較大。

4.室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)：

單軸抗壓性能試驗(yàn)包括單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和單軸壓縮變形試驗(yàn)。單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是試件在無側(cè)限條件下，受軸向力作用破壞時(shí)，單位面積上所承受的荷載；單軸壓縮變形試驗(yàn)是測定試件在單軸壓縮應(yīng)力條件下的縱向及橫向應(yīng)變，據(jù)此計(jì)算試件彈性模量和泊松比。本試驗(yàn)分別對5種巖樣進(jìn)行試驗(yàn)，每組三個(gè)巖樣，分別進(jìn)行自然狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，不同“飽水-失水”循環(huán)次數(shù)(1次，5次，15次)下單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，探究巖石單軸抗壓強(qiáng)度規(guī)律。

表7試驗(yàn)方案

根據(jù)單軸壓縮試驗(yàn)?zāi)康?，按照以下步驟進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)。

(1)測定前核對巖樣的名稱及編號(hào)，對試件巖性、顏色、層理、節(jié)理、裂隙及加工過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄，并填入記錄表內(nèi)。

(2)檢查試件加工數(shù)據(jù)并填入記錄表內(nèi)：

①直徑量測：在試件的上下斷面附近以及中央附近的斷面，測定相互垂直的兩個(gè)方向的直徑，取其算術(shù)平均值為試件的直徑；

②高度量測：高度應(yīng)在試件的過中心軸的兩個(gè)相交的平面內(nèi)各取兩點(diǎn)，測定兩個(gè)高度值，取其算術(shù)平均值作為試件的高度。

(3)套熱縮管：由于固體破裂過程能量較大，熱縮管在單軸壓縮試驗(yàn)中具有一定的緩沖保護(hù)作用。將制好的巖樣測量尺寸后用熱縮管按從上到下順序?qū)⑸蠅|塊、巖樣、下墊塊包裹，并用熱風(fēng)機(jī)加熱熱縮管使其與巖樣、墊塊接觸緊密，加熱過程做到“螺旋式吹風(fēng)，均勻、緊密接觸”。

(4)在試件上安裝軸向和徑向引伸計(jì)，測定軸向和徑向應(yīng)變；套上熱縮膠套后置于伺服試驗(yàn)機(jī)承壓板壓頭中間，在膠套外安裝好軸向及環(huán)向引伸計(jì)，盡可能保證環(huán)向引伸計(jì)安裝水平且軸向引伸計(jì)在巖樣中部對稱位置。試件為脆性巖石時(shí)，應(yīng)加設(shè)保護(hù)裝置。

(5)施加少量預(yù)壓荷載(本試驗(yàn)取值0.2kN)，保證試件與試驗(yàn)機(jī)加載裝置緊密接觸，削弱試件斷面不平整度帶來的誤差影響；軸向變形和徑向變形值清零，以0.2mm/min的軸向位移速率進(jìn)行軸壓加載，直至試件破壞。如無峰值時(shí)，加載至軸向應(yīng)變達(dá)15％～20％時(shí)停止試驗(yàn)。

表8各巖組單軸壓縮試驗(yàn)物理力學(xué)性質(zhì)一覽表

經(jīng)過“飽水-失水”循環(huán)后巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度都有所降低，峰值抗壓時(shí)的軸向應(yīng)變有所增大，所測巖樣的力學(xué)特性分為兩類：

(1)黃鐵絹英巖化混合巖化斜長角閃質(zhì)碎裂巖、花崗巖、黃鐵絹英質(zhì)碎裂巖對水的敏感性較小，經(jīng)歷飽水-失水循環(huán)15次后，單軸抗壓強(qiáng)度仍為自然狀態(tài)下的80～90％。

(2)黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖對水的敏感性較大，其中黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖遇水軟化性最為明顯，循環(huán)15次后的單軸抗壓強(qiáng)度下降至17.53MPa，僅為自然狀態(tài)下的55.4％。

巖石的抗拉特性是分析巖體工程穩(wěn)定的重要力學(xué)指標(biāo)，由于巖石材料的特殊性，直接進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試件拉伸試驗(yàn)需要對試件要求極高，耗費(fèi)太大，通常采用間接法來測試巖石的抗拉強(qiáng)度，如純彎曲梁法、劈裂法、點(diǎn)荷載法等，其中劈裂法和點(diǎn)荷載法是最常用的方法。本文采用劈裂法試驗(yàn)對巖石進(jìn)行抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)，并進(jìn)行對比分析。

劈裂試驗(yàn)采用直徑50mm、高度25mm的圓柱形在不同飽和-風(fēng)化循環(huán)次數(shù)條件下(1次，5次，15次)試件進(jìn)行試驗(yàn)，具體步驟如下：

(1)將試件分組并使用游標(biāo)卡尺測量試件尺寸(試件高度在其直徑的兩個(gè)垂直方向測量，取算數(shù)平均值)。

(2)通過試件的直徑兩端畫兩條線作為加載基線，將試件放入夾具內(nèi)，上下刃對準(zhǔn)基線，使試件中心線與加載機(jī)中心線對齊。

(3)開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以0.03MPa/s的速度加載至試件破壞，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(4)計(jì)算試件抗拉強(qiáng)度，計(jì)算公式如2.2所示：

R_L＝2P/πDL (2.2)

式中，R_L—巖石抗拉強(qiáng)度，MPa；

P—試件破壞荷載，N；

D—試件直徑，mm；

L—試件厚度，mm。

五種巖石抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表9所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，各組巖石的抗拉強(qiáng)度隨“飽水-失水”循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸降低。黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖的抗拉強(qiáng)度最低，為1.427MPa，經(jīng)循環(huán)15次后降為0.8571MPa，降低了37％，花崗巖在經(jīng)歷15次循環(huán)后強(qiáng)度下降14％。

表9各巖石拉壓強(qiáng)度一覽表

目前測定巖石抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)方法包括室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)兩種方法。由于現(xiàn)場試驗(yàn)條件的局限性，室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)測定巖石抗剪強(qiáng)度應(yīng)用較為普遍。根據(jù)圍壓的不同可以將其分為假三軸試驗(yàn)和真三軸試驗(yàn)，論文研究采用假三軸試驗(yàn)方法測定巖石的強(qiáng)度。

將5種巖樣分為兩類，對水敏感性較低的黃鐵絹英巖化混合巖化斜長角閃質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英質(zhì)碎裂巖、花崗巖三種巖樣進(jìn)行天然狀態(tài)圍壓2MPa、5MPa、9MPa三組三軸壓縮試驗(yàn)，對水敏感性較高的黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗巖進(jìn)行不同“飽水-失水”循環(huán)次數(shù)下的三軸壓縮試驗(yàn)。其試驗(yàn)步驟為：

(1)根據(jù)試驗(yàn)要求對巖石進(jìn)行編號(hào)，并對巖石試件的物理性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)描述，說明試件的顏色、顆粒大小、層理構(gòu)造、風(fēng)化程度、含水率狀況、加載方向及加工過程中可能出現(xiàn)的問題。

(2)利用相關(guān)測量儀器對巖石試件的直徑、高度及橫截面面積進(jìn)行測量并記錄表格。

第一步：測量試件的直徑

對于直徑的測量應(yīng)該取巖石試件的上下橫截面以及中間附近的截面，并且要對相互垂直的兩個(gè)方向的直徑進(jìn)行測量，計(jì)算兩者的算術(shù)平均值作為最后直徑取值。

第二步：測量試件的高度

巖石試件高度的測定應(yīng)選取過試件中心軸的兩個(gè)相交的截面內(nèi)的兩點(diǎn)，分別測定其長度值，并取兩者的算術(shù)平均值作為試件高度值。

第三步：測定試件的橫截面面積

巖石試件直接用千分尺或者卡尺測量直徑，然后算出半徑，再根據(jù)圓的面積公式即可算出試件的橫截面面積。

(3)側(cè)向壓力的確定：根據(jù)工程需要和巖石的特性確定；按等差級(jí)數(shù)進(jìn)行分級(jí)，也可按等比級(jí)數(shù)分級(jí)。

(4)套熱縮管：隨著巖石試件軸向力的不斷增大，試件會(huì)發(fā)生破壞，破壞后的巖石碎塊可能落入油中，為了避免該情況，需要在試件上加套熱縮管。

(5)安設(shè)引伸計(jì)：將引伸計(jì)安裝在兩個(gè)墊塊中間，其徑向長度取試件高度一半。

(6)把預(yù)制好的巖石試件放到壓力室內(nèi)，并且檢查試件下部是否與壓力室底部的凹孔緊密接觸。檢查無誤后，向壓力室內(nèi)注油，當(dāng)油量達(dá)到試驗(yàn)要求時(shí)停止注油，最后將壓力室密封。

(7)操作試驗(yàn)控制系統(tǒng)緩慢對試件進(jìn)行加壓，在加壓過程中一定嚴(yán)格控制加載路徑、加載速度，具體過程如下：

①首先對試件進(jìn)行軸向加壓，大小為0.2kN，通過加壓使試件與承壓板緊密接觸；

②將此時(shí)巖石試件的軸向壓力值、形變值以及圍壓值設(shè)為零，并且對試件以15N/s速度對側(cè)壓進(jìn)行加載，在試驗(yàn)結(jié)束前保持圍壓值不變，圍壓大小變化值不超出初始值的±2％；

③對試件的軸向進(jìn)行緩慢加載并直到巖塊發(fā)生破壞，加載速率應(yīng)穩(wěn)定在0.2mm/min左右，試件破壞后將此時(shí)軸向荷載填入表格，并對試件的破壞狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)描述。注意在試件的破壞面比較完整的情況下，應(yīng)當(dāng)測定最大軸向力作用面與破壞面兩者間的角度值，以校核由試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的內(nèi)摩擦角。

自然狀態(tài)巖樣三軸試驗(yàn)結(jié)果分析

對水-巖作用不明顯的三種巖樣進(jìn)行2MPa、5MPa、9MPa的三軸壓縮試驗(yàn)，根據(jù)所測應(yīng)力結(jié)果擬合繪制成莫爾圓以求得巖樣C、值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表10所示?？梢钥闯觯S著圍壓增大巖石的極限抗壓強(qiáng)度也隨之增大，三種巖石在三軸狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度都增加了近50％，其中絹英化花崗巖在圍壓為9MPa的抗壓強(qiáng)度達(dá)到了103.34MPa，比單軸抗壓強(qiáng)度增加了67％。

表10三軸壓縮數(shù)據(jù)表

飽水-失水循環(huán)作用下巖樣三軸試驗(yàn)結(jié)果分析

對水-巖作用比較明顯的兩類巖石，首先進(jìn)行不同次數(shù)的“飽水-失水”循環(huán)，對不同循環(huán)次數(shù)的巖樣進(jìn)行圍壓為2MPa、5MPa、9MPa的三軸壓縮試驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出各組巖樣的摩爾圓，求得巖樣C、值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表11。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，巖石的極限抗壓強(qiáng)度隨之減小，c、值也不斷減少

表11飽水-失水循環(huán)三軸壓縮數(shù)據(jù)表

5.邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)：

地表位移監(jiān)測：

自2014年1月20日至2015年12月28日對在滑坡區(qū)內(nèi)布置的33個(gè)地表位移監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行定期監(jiān)測。根據(jù)長期觀測，現(xiàn)將監(jiān)測點(diǎn)位移統(tǒng)計(jì)如表12，邊坡整體滑移方向?yàn)槟掀珫|。

表12監(jiān)測點(diǎn)位移表

根據(jù)累積位移-時(shí)間曲線的具體情況，對累積位移數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選處理，將異常點(diǎn)剔除后，整理剩余監(jiān)測點(diǎn)并進(jìn)行擬合，得到擬合函數(shù)對監(jiān)測點(diǎn)位移發(fā)展進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，可將邊坡劃分為主變形區(qū)、次變形區(qū)和基本穩(wěn)定區(qū)，邊坡的主變形區(qū)主要集中在滑坡前緣，滑坡的中部為次變形區(qū)，滑坡的后緣為基本穩(wěn)定區(qū)，由位移速率－水位關(guān)系曲線可知，該邊坡的變形與庫水位的上升密切相關(guān)，現(xiàn)階段與之前相比，邊坡位移變化有增大趨勢。

主變形區(qū)位于靠近礦坑的邊坡北側(cè)，其最大水平累積位移值已達(dá)到70mm，該區(qū)域的平均水平位移累計(jì)值為40mm，變形方向基本垂直于礦坑北側(cè)邊緣，最大沉降累計(jì)值已達(dá)到60mm，平均沉降累計(jì)值為42mm；次變形區(qū)的最大水平累積位移值達(dá)到24mm，該區(qū)域的平均水平位移累計(jì)值為16.8mm，最大沉降累計(jì)值達(dá)到35mm，平均沉降累計(jì)值為22.8mm，總體變形小于主變形區(qū)；基本穩(wěn)定區(qū)位于礦坑北側(cè)距礦坑較遠(yuǎn)，其最大水平位移累計(jì)值只有23mm，最大沉降累計(jì)值為20mm，該區(qū)域的地表裂縫量明顯小于主變形區(qū)和次變形區(qū)，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

水平累積位移監(jiān)測分析：

本發(fā)明主要分析主變形區(qū)的位移及位移速率。主變形區(qū)(點(diǎn)GC3、GC7、GC8、GC4、GC6、GC13、GC2、GC9、GC10、GC12、GC33)擬合函數(shù)為線性函數(shù)、冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)。

從圖6a、圖6b可知，監(jiān)測點(diǎn)GC3、GC7、GC8變形規(guī)律基本一致，曲線呈持續(xù)增長的特征，位移曲線經(jīng)歷了三次突變：分別在2014年9月、2015年1月、2015年9月，三處位移均為“低谷值”，其中2014年9月累計(jì)位移最小為8mm，而后位移增長迅速達(dá)到了60mm；2015年1月和2015年9月位移均為40mm，而后分別增長到了60mm和64mm。相較于GC8，GC3和GC7的位移突變稍微有些滯后，將位移折線擬合后，可以看出GC3、GC7、GC8的累積位移均呈線性增長，且水位也在持續(xù)增長，說明這段時(shí)間監(jiān)測點(diǎn)的位移增長和水位作用密切相關(guān)。

從圖6a、圖6b可知，監(jiān)測點(diǎn)GC3、GC7、GC8的位移速率基本吻合，最大位移速率達(dá)到了1mm/d；位移速率也經(jīng)歷了三次較大突變，和其累積位移基本一致，也是發(fā)生在2014年9月、2015年1月、2015年9月，但在2015年5月、7月、11月也發(fā)生了較小的突變，由于該期間為雨季，分析認(rèn)為降雨引起了位移速率的突變。

從圖7a、圖7b可知，監(jiān)測點(diǎn)GC4、GC6、GC13變形規(guī)律較一致，位移曲線經(jīng)歷了三次突變但突變幅度較小，分別在2014年8月、2015年1月、2015年7月；GC13變形次之，位移曲線也經(jīng)歷了三次突變且突變幅度較大，分別在2014年10月、2015年4月、2015年8月；GC4變形最小。根據(jù)擬合曲線，可以看出GC4、GC6、GC13的累積位移均呈冪函數(shù)增長，相交于GC3、GC7、GC8的線性增長較緩慢，位移也是隨著礦坑水位的增長而增長。

從圖7a、圖7b可知，監(jiān)測點(diǎn)GC4、GC6、GC13的位移速率和其累積位移的變化規(guī)律相對應(yīng)，位移速率多在-0.5mm/d～0.5mm/d之間波動(dòng)，最大位移速率達(dá)到了1.5mm/d；三個(gè)監(jiān)測點(diǎn)在降雨量較大的月份2015年5月和2015年8月都發(fā)生了突變，這說明降雨也是影響位移突變的一個(gè)因素。

從圖8a、圖8b可知，監(jiān)測點(diǎn)GC2、GC9、GC10、GC12、GC33變形規(guī)律基本一致，曲線呈先增長后趨于平緩的特征。在2014年9月以前監(jiān)測點(diǎn)位移較小，11月后位移開始迅速增長，其中GC12位移值最大達(dá)到了75mm，其他突變點(diǎn)集中在2015年4月、7月、8月。將位移數(shù)據(jù)擬合后，可以看出五個(gè)測點(diǎn)的累積位移均呈指數(shù)函數(shù)型增長，即累積位移增長到一定數(shù)值后位移曲線趨于平穩(wěn)，說明開始時(shí)累積位移是隨著礦坑水位增長而增長，但位移達(dá)到一定數(shù)值后，水位繼續(xù)增長，位移變化不太明顯。

從圖8a、圖8b可知，監(jiān)測點(diǎn)GC2、GC9、GC10、GC12、GC33的位移速率呈震蕩型，最大位移速率達(dá)到了1mm/d，除了在2015年7月、9月、10月發(fā)生突變外，基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，且在0上下稍微波動(dòng)，比上兩組監(jiān)測點(diǎn)位移速率的變化小。

邊坡目前變形呈震蕩狀態(tài)，由儀器本來誤差和測量共同引起，但累積位移值較小在誤差允許范圍內(nèi)；無論從專業(yè)監(jiān)測還是現(xiàn)場宏觀變形，現(xiàn)階段與之前相比位移變化有增大趨勢，該邊坡局部范圍內(nèi)存在一些變形，處于局部變形階段；邊坡前緣是主變形區(qū)，變形較大，邊坡中部和后緣變形較小，主要原因可能在于這部分監(jiān)測點(diǎn)所在位置坡度較陡且受水的影響較大；從地表位移監(jiān)測結(jié)果分析及實(shí)際情況可知，影響邊坡變形滑坡的主要因素是水位變化，次要因素是降雨。

滑坡裂縫監(jiān)測分析

自裂縫變化監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置以來，嚴(yán)格按照每月一次的測量要求，并在雨季酌量增加測量次數(shù)。在監(jiān)測初期，即14年7月～8月，裂縫累積位移隨監(jiān)測時(shí)間的增長而線性增大，表明此時(shí)間段內(nèi)裂縫在擴(kuò)展，分析原因主要是7月～8月為雨季，雨水容易下滲并軟化滑體，使得滑體變形加劇；14年8月后，裂縫累積位移曲線趨于平緩，累積位移量較小，表明滑坡體在此時(shí)間段內(nèi)相對比較穩(wěn)定。整體來看，5個(gè)測點(diǎn)裂縫累積位移都在50mm以下，5號(hào)測點(diǎn)累積位移甚至不足10mm，雖然在雨季相較于其他時(shí)間段內(nèi)位移變化較大，但總體上邊坡比較穩(wěn)定，處于穩(wěn)定變形狀態(tài)。

為了更直觀地分析滑坡裂縫位移的變化特征，因?yàn)闅夂虻挠绊懀?4年7月～8月的滑坡裂縫變形速率相較于其他時(shí)間段內(nèi)較大，但從整體來看，裂縫長期變形速率較小，5個(gè)測點(diǎn)的變形速率都不超過1.3mm/d，表明現(xiàn)階段邊坡處于穩(wěn)定變形階段。

深部位移監(jiān)測分析

在北幫邊坡共布置3個(gè)測斜孔：1#、2#、3#測量孔。地下深部巖石位移監(jiān)測周期為4周/次，當(dāng)?shù)叵挛灰谱兓枯^大時(shí)加密測量頻率。取2014年7月27日至2015年5月28日10次測量。由監(jiān)測結(jié)果可以看出，邊坡深部位移現(xiàn)階段變化較為穩(wěn)定，累積位移-深度曲線為“B”型、“V”型、無規(guī)律型3種特征類型。

1#測斜孔最大位移在15m深度處為7.9cm，最大相對位移量為4.7cm，在距孔口2.5m處。位移變化曲線呈“B”型，曲線有2個(gè)突變點(diǎn)，分別在5m深度和15m深度，累積位移分別為6.5cm、7.9cm，在這兩處可能有潛在的滑動(dòng)面。但是從總體來看，在整個(gè)監(jiān)測期內(nèi)累積位移較小，相對位移也沒有發(fā)生較大的變化，這說明1#監(jiān)測孔坡體范圍內(nèi)是比較穩(wěn)定的。

2#測斜孔其向坡外的最大位移值為6.25cm，相較于1#測斜孔，2#測斜孔的相對位移量較大，最大達(dá)到了6cm。位移變化曲線呈“V”型，監(jiān)測范圍內(nèi)深度大于20m的位置位移很小，小于20m的位移變化速度從2014年9月26日到2015年2月28日有勻速變化的趨勢，表明20m以上的邊坡在發(fā)生變形；從2015年3月28日到5月28日，位移變化速度減小，深部位移不再發(fā)生較大變化?？傮w來看，邊坡沒有出現(xiàn)明顯的變形突變帶且位移較小，但隨著時(shí)間的推移，有可能在5m-15m的最薄弱位置處形成滑動(dòng)面。

3#測斜孔整條曲線呈擺動(dòng)狀態(tài)，分析原因可能是填砂未完全密實(shí)，測斜管存在擺動(dòng)；最大位移在10m深度處為12.6cm，最大相對位移量為4.6cm，且監(jiān)測相對位移都在精度范圍內(nèi)。邊坡變形有小幅增長的趨勢，這表明3#孔監(jiān)測范圍內(nèi)坡體處在緩慢變形增長階段。

4.監(jiān)測結(jié)果分析

(1)由水位監(jiān)測分析可知：礦坑水位一直處于上升階段，目前水位上升速度趨于平穩(wěn)，水位變化速率在2.5cm/d左右，但是由于坑體呈漏斗型，隨高度的增加，水位上升所需水量增加，庫水排入量仍然在不斷增加，為防止因水位過高而造成邊坡滑動(dòng)破壞，建議立即加大抽水量以降低水位。

(2)由地表位移監(jiān)測分析可知：現(xiàn)階段(礦坑蓄水期間)，邊坡的主變形區(qū)主要集中在滑坡前緣，滑坡的中后部為次變形區(qū)；該邊坡的變形與庫水位的上升密切相關(guān)，現(xiàn)階段與之前相比邊坡位移變化有增大趨勢。該邊坡局部范圍內(nèi)存在一些變形。由滑坡裂縫監(jiān)測分析可知：5個(gè)測點(diǎn)裂縫累積位移在50mm以下，且變形速率不超過1.3mm/d，顯示邊坡整體上處于穩(wěn)定的變形階段。

(3)由深部位移監(jiān)測分析可知：1#測斜孔位移變化曲線呈“B”型，最大位移量47mm，2#測斜孔位移變化曲線呈“V”型，最大位移量62.5mm，3#測斜孔位移變化曲線呈無規(guī)律型，最大位移量46mm。三個(gè)監(jiān)測孔累積位移和相對位移變化量不大，表明在監(jiān)測孔范圍內(nèi)坡體是處于緩慢變形階段；但隨著時(shí)間的推移，未來有可能在最薄弱位置處形成滑動(dòng)破壞面。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。