微震活動(dòng)對(duì)巖質(zhì)開(kāi)挖邊坡影響研究

龔琳惠，文排科，唐 波,4，朱 婭

(1.貴州省務(wù)川自治縣公路管理所，貴州 務(wù)川 564300；2.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074；3.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；4. 貴州省仁懷市水務(wù)局，貴州 仁懷 564500)

?

微震活動(dòng)對(duì)巖質(zhì)開(kāi)挖邊坡影響研究

龔琳惠1, 2，文排科3，唐 波3,4，朱 婭2

(1.貴州省務(wù)川自治縣公路管理所，貴州 務(wù)川 564300；2.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074；3.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；4. 貴州省仁懷市水務(wù)局，貴州 仁懷 564500)

針對(duì)貴州省貴安新區(qū)清楊路某巖質(zhì)開(kāi)挖邊坡，為揭示其在開(kāi)挖過(guò)程中內(nèi)部巖體微震活動(dòng)的影響，以巖石破裂過(guò)程分析系統(tǒng)RFPA2D-SRM為研究手段，分析了靜應(yīng)力作用下的邊坡失穩(wěn)破壞機(jī)制；并采用IMS微震設(shè)備建立了爆破震動(dòng)下的邊坡微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。研究結(jié)果表明：靜應(yīng)力作用下邊坡具有較高的穩(wěn)定系數(shù)；爆破誘發(fā)了邊坡內(nèi)部巖體呈長(zhǎng)條帶分布的大量微震事件產(chǎn)生，最大位移為2.56×10-4m，出現(xiàn)在四級(jí)臺(tái)階巖體內(nèi)部，RFPA模擬出的潛在滑移面與微震事件空間分布特征整體上具有良好的一致性。

道路工程；開(kāi)挖邊坡；爆破震動(dòng)；數(shù)值模擬；微震監(jiān)測(cè)

0 引 言

邊坡穩(wěn)定性研究一直以來(lái)都是巖土工程界研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。從目前邊坡現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)手段來(lái)看，主要分為邊坡表面監(jiān)測(cè)與坡體內(nèi)部巖體監(jiān)測(cè)。坡表大地測(cè)量法、GPS監(jiān)測(cè)、紅外遙感監(jiān)測(cè)法等已能實(shí)現(xiàn)較好的外觀監(jiān)測(cè)。坡體內(nèi)部監(jiān)測(cè)手段主要有鉆孔傾斜儀、錨索測(cè)力計(jì)和水壓監(jiān)測(cè)儀等，這些技術(shù)大都是預(yù)先在巖體內(nèi)部不良地質(zhì)或不確定地質(zhì)區(qū)域埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器，通過(guò)監(jiān)測(cè)巖體在施工和運(yùn)行過(guò)程中的變形特征實(shí)現(xiàn)對(duì)圈定區(qū)域巖體的穩(wěn)定性判斷，然而卻很難動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地對(duì)邊坡內(nèi)部微破裂誘發(fā)潛在失穩(wěn)區(qū)域提前給出預(yù)警[1-4]。

國(guó)內(nèi)外研究表明，巖質(zhì)邊坡破壞失穩(wěn)與其內(nèi)部巖體微震活動(dòng)有密切關(guān)系，微震活動(dòng)是巖質(zhì)邊坡發(fā)生破壞的前兆[5]。利用微震監(jiān)測(cè)儀器，在發(fā)生微震活動(dòng)的巖體區(qū)域內(nèi)布設(shè)傳感器，探測(cè)震源所發(fā)出的彈性波，確定發(fā)生震源的位置及微震活動(dòng)的強(qiáng)弱和頻率，判斷潛在的巖體失穩(wěn)活動(dòng)規(guī)律，便可實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。該技術(shù)對(duì)巖體的應(yīng)力集中、裂隙發(fā)展、摩擦滑動(dòng)尤為敏感，能早期發(fā)現(xiàn)崩滑體，并能預(yù)測(cè)其滑動(dòng)位置和崩滑體發(fā)展趨勢(shì)，為防止失穩(wěn)采取預(yù)防措施贏得了時(shí)間[6-7]。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)作為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，具有遠(yuǎn)距離、三維、實(shí)時(shí)的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于隧道圍巖穩(wěn)定性、地下礦山地壓、大型地下油庫(kù)安全、水利工程高陡邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)等[8]。目前，應(yīng)用該技術(shù)對(duì)公路巖質(zhì)邊坡實(shí)施監(jiān)測(cè)研究還比較少，有必要開(kāi)展這方面的研究。

筆者以貴安新區(qū)清楊路第四標(biāo)段一公路巖質(zhì)開(kāi)挖邊坡為例，選取邊坡典型剖面進(jìn)行靜應(yīng)力作用下的邊坡失穩(wěn)破壞數(shù)值模擬分析；建立邊坡現(xiàn)場(chǎng)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)邊坡在施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)路面爆破震動(dòng)對(duì)其內(nèi)部巖體的損傷程度；并對(duì)比分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與數(shù)值模擬的研究結(jié)果，驗(yàn)證微震監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用在公路巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)中的可行性。

1 工程背景

貴安新區(qū)清楊路第四標(biāo)段一路塹巖質(zhì)邊坡處于施工末期，受周圍路面爆破震動(dòng)影響較大。邊坡所在具體位置樁號(hào)為K14+850 m左幅，邊坡工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，內(nèi)部節(jié)理裂隙較發(fā)育，其中J1(107°∠42°)、J2(105°∠38°)、J3(110°∠40°)在邊坡上將構(gòu)成外傾結(jié)構(gòu)面，對(duì)邊坡影響較大。邊坡頂部有少量回填土覆蓋，高程1 306 m以上為安順組強(qiáng)風(fēng)化白云巖，以下為中風(fēng)化白云巖，包含3層厚度約為0.5 m的泥質(zhì)白云巖軟弱夾層，層理構(gòu)造明顯。邊坡高度為42 m，邊坡走向?yàn)?90°，設(shè)計(jì)坡度63°，由5級(jí)臺(tái)階組成，從上往下臺(tái)階高度依次為5，7，9，10，11 m，邊坡工程地質(zhì)剖面見(jiàn)圖1。

圖1 邊坡工程地質(zhì)剖面

2 靜應(yīng)力作用下邊坡RFPA模擬分析

2.1 數(shù)值模型的建立

RFPA(Realistic Failure Process Analysis)系統(tǒng)是一個(gè)基于有限元應(yīng)力分析模塊和微觀單元破壞分析模塊的巖石變形、破裂過(guò)程研究的新型數(shù)值分析工具。其將材料介質(zhì)模型離散化成由細(xì)觀基元組成的數(shù)值模型，假定離散化后的細(xì)觀基元的力學(xué)性質(zhì)服從某種統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律(如weibull分布)，由此通過(guò)考慮巖石非均勻性，將復(fù)雜的宏觀非線性問(wèn)題轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的細(xì)觀線性問(wèn)題[9]。RFPA2D-SRM二維強(qiáng)度折減版是在RFPA2D-Basic二維基本版的基礎(chǔ)上，將強(qiáng)度折減的原理引入到真實(shí)破裂過(guò)程分析方法中推出的，能夠?yàn)樯钊胙芯窟吰碌姆€(wěn)定性提供理論支持和指導(dǎo)[10-11]。邊坡數(shù)值計(jì)算模型如圖2，用數(shù)值試樣模型來(lái)表示實(shí)際計(jì)算模型，模型邊界采取底部和左側(cè)固定，模型上部施加固定的靜載荷以模擬自重應(yīng)力。模型尺寸：50 000 mm×42 000 mm，剖面單元數(shù)500×420=210 000個(gè)。根據(jù)邊坡現(xiàn)場(chǎng)提供的地勘資料，參照同類巖體的力學(xué)參數(shù)，邊坡巖體及節(jié)理的計(jì)算參數(shù)如表1。

表1 模型計(jì)算參數(shù)

圖2 邊坡數(shù)值模型

2.2 數(shù)值分析結(jié)果

圖3為邊坡剖面漸進(jìn)破壞過(guò)程中的剪切應(yīng)力圖和聲發(fā)射過(guò)程圖，基于強(qiáng)度折減后，邊坡在第32加載步產(chǎn)生失穩(wěn)破壞，經(jīng)計(jì)算得到邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.471，說(shuō)明目前邊坡還處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖3(a)～(d)為邊坡剪切應(yīng)力演化，由圖可知邊坡初始應(yīng)力集中出現(xiàn)在邊坡腳至3條節(jié)理的長(zhǎng)條帶區(qū)域，尤以節(jié)理區(qū)域數(shù)值較大，隨著強(qiáng)度的折減，節(jié)理區(qū)長(zhǎng)條帶開(kāi)始出現(xiàn)破壞，并與坡頂巖體逐漸貫通形成明顯的破壞區(qū)，下兩層泥質(zhì)白云巖之間也出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中，并開(kāi)始向深部轉(zhuǎn)移。圖3(e)～(h)為邊坡聲發(fā)射演化，由圖可知邊坡初始破壞單元出現(xiàn)在3條節(jié)理中下部區(qū)域，主要表現(xiàn)為拉伸破壞，隨著強(qiáng)度的折減，沿3條節(jié)理面指向坡頂巖體內(nèi)部叢生出大量的拉伸破壞單元，尤以強(qiáng)風(fēng)化帶與中風(fēng)化帶分界面上出現(xiàn)較密集。在邊坡巖體內(nèi)部靠近下層泥質(zhì)白云巖沿巖層傾向上也出現(xiàn)了較多的剪切破壞單元，進(jìn)一步說(shuō)明了自然邊坡失穩(wěn)也是沿著節(jié)理或者軟弱帶演化、擴(kuò)展。因此，巖質(zhì)邊坡內(nèi)部節(jié)理、巖層弱化帶、強(qiáng)弱層接觸區(qū)是邊坡穩(wěn)定性分析中需要考慮的重要影響因素。

圖3 邊坡典型剖面漸近破壞過(guò)程

3 邊坡現(xiàn)場(chǎng)IMS微震監(jiān)測(cè)

3.1 邊坡微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建

微震監(jiān)測(cè)是目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于礦山安全開(kāi)采的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，能夠?yàn)榈V山安全生產(chǎn)提供有力的保障。利用微震監(jiān)測(cè)設(shè)備，在需要密切關(guān)注的邊坡巖體內(nèi)部安裝微震傳感器，探測(cè)動(dòng)力擾動(dòng)下內(nèi)部微破裂所發(fā)出的彈性波，反演出震源發(fā)生的時(shí)間、位置、震級(jí)大小等，判斷出邊坡潛在失穩(wěn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)邊坡在施工過(guò)程中的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)[12-15]。

邊坡穩(wěn)定性采用監(jiān)測(cè)由澳大利亞IMS公司生產(chǎn)的礦山微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括6個(gè)加速度傳感器、信號(hào)傳輸電纜、netADC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、netSP(數(shù)據(jù)處理器)、分析計(jì)算機(jī)等，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本組成如圖4。

圖4 邊坡微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本組成

8通道的傳感器覆蓋了邊坡100 m×50 m×42 m的區(qū)域范圍，能夠?qū)吰聨r體內(nèi)部狀態(tài)變化實(shí)施24 h連續(xù)監(jiān)測(cè)，獲取大量微震事件發(fā)生的時(shí)間、震源位置、誤差、震級(jí)以及能量等震源參數(shù)。傳感器安裝在鉆孔底部的硬巖上，孔口三維坐標(biāo)由全站儀測(cè)得，鉆孔方位角及傾角由地質(zhì)羅盤(pán)儀測(cè)定，通過(guò)坐標(biāo)反算可求得孔底三維坐標(biāo)，傳感器具體安裝參數(shù)見(jiàn)表2。為使系統(tǒng)定位誤差達(dá)到最小，傳感器空間布置采用5個(gè)單分量傳感器呈近似正五邊形布置，三分量傳感器布置在正五邊形幾何中心，如圖5。

表2 傳感器安裝參數(shù)

圖5 邊坡三維模型及傳感器布置

3.2 系統(tǒng)定位精度及靈敏度分析

為對(duì)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置方案的合理性進(jìn)行評(píng)估，有必要進(jìn)行系統(tǒng)精度和靈敏度分析。圖6為IMS可視化軟件Jdi分析出的邊坡重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域定位誤差分布，圖7為微震系統(tǒng)靈敏度分布，其中定位誤差分布圖上的數(shù)值表示定位精度，系統(tǒng)靈敏度分布圖上的數(shù)值為里氏震級(jí)，無(wú)單位。由圖6可知該微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域的定位精度最高達(dá)5 m左右，整體精度控制在14 m范圍內(nèi)，微震系統(tǒng)靈敏度能達(dá)到里氏震級(jí) -2.2～-3.3范圍內(nèi)。定位精度與系統(tǒng)靈敏度能滿足邊坡現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)測(cè)要求，因此，可認(rèn)為該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方案布置較合理。

圖6 重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域定位誤差分布

圖7 系統(tǒng)靈敏度分布

3.3 微震事件位移分布

圖8為RFPA計(jì)算剖面所對(duì)應(yīng)區(qū)域的位移變化云圖。由圖8可以看出，巖體內(nèi)部微破裂產(chǎn)生的位移主要集中在邊坡4級(jí)馬道中部至3級(jí)馬道中部，并有向坡腳附近發(fā)展的趨勢(shì)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況分析，說(shuō)明爆破震動(dòng)對(duì)邊坡四級(jí)臺(tái)階中間對(duì)應(yīng)的內(nèi)部巖體造成的損傷程度比較大，在此周圍產(chǎn)生了比較大的位移，最大位移數(shù)值為2.56×10-4m，且有向四周發(fā)展擴(kuò)大的趨勢(shì)，建議后期的加固要重點(diǎn)考慮到這一點(diǎn)。

圖8 微震監(jiān)測(cè)位移云圖

3.4 微震事件數(shù)與炸藥用量關(guān)系

圖9為2013年10月12—19日監(jiān)測(cè)到的每日事件數(shù)與監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)邊坡現(xiàn)場(chǎng)路面爆破炸藥用量之間的關(guān)系。由圖9可知每日的微震事件數(shù)量曲線與當(dāng)日炸藥使用量曲線整體上走勢(shì)趨于一致。炸藥使用量越多，造成邊坡內(nèi)部巖體損傷范圍和程度就越大，微震活動(dòng)性就相對(duì)頻繁[16]。同時(shí)，也說(shuō)明了目前邊坡現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部巖體的整體損傷程度較小，微震事件的產(chǎn)生絕大部分是由于現(xiàn)場(chǎng)路面爆破擾動(dòng)引起的。

圖9 微震事件數(shù)與炸藥用量之間的關(guān)系

4 數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖10(a)為數(shù)值模擬出的邊坡潛在滑移面，圖10(b)為IMS監(jiān)測(cè)出的微震事件在邊坡巖體內(nèi)的空間分布。圖10(b)中，圓球代表微震事件，圓球大小代表微震能量，圓球越大即能量越大，由圖10可知爆破誘發(fā)了邊坡內(nèi)部巖體呈條帶狀分布的大量微震事件，微震事件主要集中在三級(jí)臺(tái)階和四級(jí)臺(tái)階對(duì)應(yīng)的巖體內(nèi)部節(jié)理區(qū)域，且有向坡腳延伸發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)比分析數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)IMS監(jiān)測(cè)結(jié)果，兩者在整體上具有良好的一致性，但由于RFPA數(shù)值模擬分析只能計(jì)算出靜應(yīng)力作用下的邊坡失穩(wěn)破壞過(guò)程，無(wú)法考慮到外界動(dòng)力擾動(dòng)對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性的影響，所以在局部范圍有所差別。但無(wú)論是微震監(jiān)測(cè)結(jié)果還是數(shù)值分析結(jié)果都直觀地顯示了巖體內(nèi)部弱化帶是控制邊坡巖體整體穩(wěn)定性的主要因素。目前，邊坡內(nèi)部微震事件產(chǎn)生的位移較小，能量較大的事件主要集聚在4級(jí)馬道周圍,但有向四周貫通發(fā)展的趨勢(shì)，這是后期監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)。從整體上看監(jiān)測(cè)到的微震事件震級(jí)都比較小，說(shuō)明現(xiàn)在邊坡還處于安全狀態(tài)。但是從局部上來(lái)看，邊坡4級(jí)和3級(jí)馬道對(duì)應(yīng)內(nèi)部巖體能量損失相對(duì)較大，坡腳中央內(nèi)部巖體次之，2級(jí)和1級(jí)馬道對(duì)應(yīng)內(nèi)部巖體最小。

圖10 數(shù)值模擬滑移面與微震事件空間分布對(duì)比

5 結(jié) 論

1)靜應(yīng)力作用下，通過(guò)選取邊坡典型剖面進(jìn)行RFPA數(shù)值模擬分析，經(jīng)強(qiáng)度折減后，邊坡在內(nèi)部3條節(jié)理形成的長(zhǎng)條帶區(qū)域出現(xiàn)了大量的破壞單元，其中以拉伸破壞為主，并逐漸向坡頂貫通，形成潛在的滑移面。經(jīng)計(jì)算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.471，目前還處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2)由微震監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，爆破誘發(fā)了邊坡內(nèi)部呈長(zhǎng)條帶狀分布的大量微震事件，其產(chǎn)生的位移主要集中在邊坡4級(jí)馬道至3級(jí)馬道對(duì)應(yīng)的巖體內(nèi)部，最大位移值為2.56×10-4m，并有向坡腳附近發(fā)展的趨勢(shì)，后期的加固應(yīng)重點(diǎn)考慮到這一點(diǎn)。

3)對(duì)比分析RFPA數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)IMS微震監(jiān)測(cè)結(jié)果，可以看出兩者在整體上具有良好的一致性，且都直觀顯示了巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征是影響邊坡穩(wěn)定性的主控因素。

[1] 徐奴文,唐春安,周鐘,等.巖石邊坡潛在失穩(wěn)區(qū)域微震識(shí)別方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2011,30(5):893-900. Xu Nuwen,Tang Chun’an,Zhou Zhong,et al.Identification method of potential failure regions of rock slope using microseismic monitoring technique [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2011,30(5):893-900.

[2] 楊天鴻,張鋒春,于慶磊,等.露天礦高陡邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].巖土力學(xué),2011,32(5):1437-1444. Yang Tianhong,Zhang Fengchun,Yu Qinglei,et al.Research situation of open-pit mining high and steep slope stability and its developing trend [J].Rock and Soil Mechanics,2011,32(5):1437-1444.

[3] 王俊杰,邱珍峰.金佛山水利工程左岸巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2013,32(3):485-488. Wang Junjie,Qiu Zhenfeng.Stability analysis of high rock slope on left bank of Jinfoshan hydraulic engineering [J].Journal of Chongqing Jiaotong University:Nature Science,2013,32(3):485-488.

[4] 崔志波,曹衛(wèi)文,唐紅梅.煤系地層公路高切坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,27(6):1108-1111. Cui Zhibo,Cao Weiwen,Tang Hongmei.Stability evaluation of high-cutting coal measure slope along highway [J].Journal of Chongqing Jiaotong University:Natural Science,2008,27(6):1108-1111.

[5] 徐奴文.高陡巖質(zhì)邊坡微震監(jiān)測(cè)與穩(wěn)定性研究[D].大連:大連理工大學(xué),2011. Xu Nuwen.Study on Microseismic Monitoring and Stability Analysis of High Steep Rock Slope [D].Dalian:Dalian University of Technology,2011.

[6] 霍臻,陳翠梅,王正義.邊坡穩(wěn)定性聲發(fā)射監(jiān)測(cè)[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2007,33(5):33-35. Huo Zhen,Chen Cuimei,Wang Zhengyi.Acoustic emission detection on the stability of slope [J].Industrial Safety and Environmental Protection,2007,33(5):33-35.

[7] 田卿燕.塊裂巖質(zhì)邊坡崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)理論及應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2008. Tian Qingyan.Theory of Block Rockmass Slope Collapse Monitoring and Prediction and Its Application [D].Changsha:Central South University,2008.

[8] 李庶林.試論微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2009,5(1):122-128. Li Shulin.Discussion on microseismic monitoring technology and its applications to underground projects [J].Chinese Journal of Underground Space and Engineering,2009,5(1):122-128.

[9] 宋希賢,左宇軍,王憲.動(dòng)力擾動(dòng)下深部巷道卸壓孔與錨桿聯(lián)合支護(hù)的數(shù)值模擬[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,45(9):3158-3165. Song Xixian,Zuo Yujun,Wang Xian.Numerical simulation of pressure-released hole combined support with rock bolt in deep roadway surrounding rock [J].Journal of Central South University:Science and Technology,2014,45 (9):3158-3165.

[10] 唐春安,李連崇,李常文,等.巖土工程穩(wěn)定性分析RFPA強(qiáng)度折減法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2006,25(8):1523-1529. Tang Chun’an,Li Lianchong,Li Changwen,et al.RFPA strength reduction method for stability analysis of geotechnical engineering [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006,25(8):1523-1529.

[11] 李連崇,唐春安,邢軍,等.節(jié)理巖質(zhì)邊坡變形破壞的RFPA模擬分析[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,27(5):559-561. Li Lianchong,Tang Chun’an,Xing Jun,et al.Numerical simulation and analysis of deformation and failure of jointed rock slopes by RFPA-slope [J].Journal of Northeastern University:Natural Science,2006,27(5):559-561.

[12] 張銀平.巖體聲發(fā)射與微震監(jiān)測(cè)定位技術(shù)及其應(yīng)用[J].工程爆破,2008,8(1):58-61. Zhang Yinping.Rock-mass acoustic emission and micro-seismic monitoring and localizing technology and its application [J].Engineering Blasting,2008,8(1):58-61.

[13] 尹賢剛.試論基于微震監(jiān)測(cè)技術(shù)研究大尺度巖體破壞機(jī)理的必要性及意義[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2013,33(6):31-33. Yin Xian’gang.Discuss of the significance and necessity of studying on the failure mechanism of large-scale rock mass based on micro-seismic monitoring technology [J].Mining Research and Development,2013,33(6):31-33.

[14] 張飛,劉德峰,張衡,等.基于IMS微震監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的微震事件定位精度分析[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2013,9(6):21-26. Zhang Fei,Liu Defeng,Zhang Heng,et al.Location accuracy analysis of the seismic events based on the IMS microseismic monitoring system [J].Journal of Safety Science and Technology,2013,9(6):21-26.

[15] 文排科,左宇軍,唐波,等.IMS微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在邊坡中的應(yīng)用研究[J].化工礦物與加工,2014(12):42-46. Wen Paike,Zuo Yujun,Tang Bo,et al.Study on the application of IMS microseismic monitoring technology in the slope [J].Industrial Minerals and Processing,2014 (12):42-46.

[16] 劉建坡,石長(zhǎng)巖,李元輝,等.紅透山銅礦微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立及應(yīng)用研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2012,29(1):72-77. Liu Jianpo,Shi Changyan,Li Yuanhui,et al.Studies on establishment and application of microseismic monitoring system in Hongtoushan copper mine [J].Journal of Mining & Safety Engineering,2012,29(1):72-77.

Influence of Microseismic Activity on Rock Cutting Slope

Gong Linhui1, 2, Wen Paike3, Tang Bo3, 4, Zhu Ya2

(1. Road Transportation Administrative Bureau of Wuchuan Autonomous County in Guizhou Province,Wuchuan 564300,Guizhou, China; 2. School of Civil Engineering , Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;3. School of Mining, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China; 4. Renhuai Water Affairs Bureauin Guizhou Province,Renhuai 564500, Guizhou, China)

Focusing on a rock cutting slope located at Qingyang road in Gui’an new area of Guizhou province, the failure mechanism of slope was analyzed under static stress with RFPA2D-SRM software, in order to reveal the influence of microseismic activity occurring in inner rock masses on slope during excavation. Then the slope microseismic monitoring system was established by IMS monitoring equipment to monitor the law of microseismic activity of slope under the blasting vibration. Results show that the slope has a relatively high stability coefficient under static stress. The blasting vibration induces the occurrence of a large number of microseismic events in strip distribution in the internal slope. The maximum displacement which appears at the inner rock body of four-step sidestep of slope is 2.56×10-4m. And the potential slip surface of slope simulated by RFPA has good agreement with the spatial distribution characteristics of microseismic events on the whole.

road engineering; cutting slope; blasting vibration; numerical simulation; microseismic monitoring

10.3969/j.issn.1674-0696.2015.06.13

2014-11-20；

2015-01-26

貴州省高層次人才科研條件特助經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(TZJF-2010年- 044號(hào))

龔琳惠(1986—)，女，貴州務(wù)川人，助理工程師，主要從事道路工程方面的工作。E-mail：lin09210107@163.com。

U416.217

A

1674-0696(2015)06-068-05