水位升降作用下露天矿岩质边坡变形破坏机制

来源：中国安全科学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：孙祚, 佟瑞鹏, 齐庆杰, 刘英杰, 甘一雄, 孟城

单位：1 中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 100083；2 煤炭科学研究总院, 北京 100013；3 露天煤矿灾害防治与生态保护全国重点实验室,北京 100013

摘要：为解决蓄水废弃露天矿岩质边坡在水位升降作用下易沿节理面失稳的问题,通过制备含节理及软弱夹层的相似材料,开展边坡物理模型试验。基于正交试验设计优化相似材料配比,确保其力学与渗流特性与原岩相似。在模型内部布设孔隙水压力、土压力、含水率及位移传感器,系统监测水位升降过程中边坡的多场响应。通过设置不同循环次数与水位变化速率工况,研究边坡的变形特征与破坏机制。结果表明:相同速率下多次水位升降引发的冲刷效应对边坡表面产生一定程度的破坏,但内部结构损伤较小,单一的水位缓速升降对整体稳定性影响不大。水位的升降速率对边坡影响较为显著,水位下降速率与坡体位移增速成正相关,指向坡体外侧的孔隙水压力越大,孔隙水压力受滞后效应影响越明显,边坡失稳可能性越高。

关键词：水位升降,露天矿,岩质边坡,变形破坏,相似材料,模型试验

基金资助：国家自然科学基金资助(52174188)