2 傾倒破壞

2.1 Letlhakane mine

Letlhakane mine是博茨瓦納(Botswana)的一個鉆石礦，于1976年開始開采，主要的巖石類型是強度非常高的玄武巖(basalt)，不過，由于大量的結構不連續(xù)，導致巖體強度很低，這也是導致邊坡發(fā)生傾倒破壞的直接原因[(2001) Pit Slope Design at Orapa Mine]。巖體內存在的拉應力裂紋不斷擴大和延伸導致了邊坡破壞。 2002年該礦引入了GeoMos自動監(jiān)測系統(tǒng)[(2006) Prediction of slope failure at Letlhakane Mine with the Geomos Slope Monitoring System.]

與Afton礦一樣，Brenda礦也是在高強度巖石中發(fā)生的不可控制的邊坡破壞，主要破壞原因是多組節(jié)理切割巖體導致邊坡發(fā)生了傾倒破壞，而且破壞時沒有任何預先警告。下圖所示的是 Brenda礦的歷史遺跡(2022)。

Brenda( 布倫達)礦位于BC省Kelowna以西40km的Peachland，主要礦石是銅和鉬，主要巖石類型為石英閃長巖，巖石還表現(xiàn)出一些片巖性。礦區(qū)內有許多粘土溝， 最主要的一組節(jié)理是東西走向，與 礦坑的長軸方向相同， 傾角S70°至80°，平均節(jié)理間距約為15~27m。另外兩組節(jié)理一個是南北走向，傾角向東北方向極傾斜，一個是東西走向，傾角N30°。這兩組節(jié)理的連續(xù)性較差，節(jié)理間距很小。南坡完整巖石的單軸抗壓強度超過150MPa。氣象條件較惡劣，溫度變化大，年降雪量高，導致春季徑流大。

該礦于1970年開始生產，設計的整體邊坡角為45°。自從70年代中期以來，南坡就出現(xiàn)了不穩(wěn)定跡象。1978年春天，在礦坑的下部出現(xiàn)了破壞，從邊坡一直延伸到坑底，高度大約為90 m。這次規(guī)模較小的破壞主要是由粘土溝的結構控制引起的，春季的徑流可能是引發(fā)這次破壞的主要原因。

在1988年南坡的最后開采過程中，觀察到了更廣泛的不穩(wěn)定性，南坡的設計坡度為45°，但在開采第一個30m高的臺階后，邊坡就出現(xiàn)了崩塌；持續(xù)的開采導致了每天約50mm的移動率，但在臺階爆破后移動速度立即增加到每天750mm。于是對南坡下部的邊坡采取了削平措施，使得整體邊坡角變?yōu)?0°。同時對邊坡進行了降水處理，使得邊坡移動暫時得到了控制。1988底南坡的邊坡高度 大約有200m， 測量到的垂直變形在坡頂比在坡下部大，如下圖所示。 破壞機理被確定為沿著南坡陡峭的、充滿溝壑的斷層的大規(guī)模傾倒。

下圖所示的是使用UDEC進行的模擬，三個圖分別為節(jié)點速度、水平位移和發(fā)生破壞的節(jié)點[(1990) Toppling and deep-seated landslides in natural slopes], 詳細的模擬過程參看[(1989) Numerical Modelling Of Large Scale Toppling]。