山區(qū)平緩傾內(nèi)采動斜坡變形破壞機(jī)制研究
——以貴州普灑崩塌為例

梁 風(fēng)，史文兵，錢孝龍，余逍逍，熊紹真

（1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州貴陽 550025；2.貴州大學(xué)喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點實驗室，貴州貴陽 550025；3.貴州省山地地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽 550025）

引言

地下采礦常常誘發(fā)崩塌、滑坡、地面沉陷等地質(zhì)災(zāi)害［1-2］。隨著地下開采活動的增強(qiáng)，采礦誘發(fā)的崩滑地質(zhì)災(zāi)害也越發(fā)頻繁［3-5］，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。例如，1903年加拿大的Frank滑坡造成76人死亡［6］；1980年鹽池河崩塌造成284傷亡［7］。因此，深入研究采動崩滑災(zāi)害形成機(jī)制，有助于此類崩滑災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報和防治。

采動斜坡問題層出不窮，很有必要研究此類斜坡的變形破壞機(jī)制。趙建軍等［8-9］采用物理模擬、數(shù)值模擬手段探討采動滑坡地質(zhì)力學(xué)模式與形成機(jī)制。鄭光等［10］初步分析了普灑崩塌的形成機(jī)理。Zhu等［11］用動態(tài)模型（DAN3D）模擬崩塌形成過程，詳細(xì)分析崩塌的形成機(jī)理和動力學(xué)特征。采動斜坡變形破壞機(jī)制研究主要采用理論分析、物理模擬與數(shù)值試驗等方法［12-15］。Benko［16］采用數(shù)值方法，探討開采方法、深度及構(gòu)造特征對其斜坡變形破壞的影響。湯伏全［16］采用沉陷學(xué)理論研究采動斜坡變形機(jī)理，結(jié)果表明開采改變了原巖應(yīng)力狀態(tài)，破壞其平衡狀態(tài)，從而裂縫產(chǎn)生和發(fā)展，最終導(dǎo)致災(zāi)害產(chǎn)生。崔杰等［17］運用底摩擦試驗探討地形與巖土性質(zhì)對其采動滑坡的影響。史文兵等［18］采用離散元數(shù)值模擬探討不同臨空面坡度對采動斜坡的影響，得出臨空面對斜坡變形破壞具有“放大效應(yīng)”。近年來，雖然學(xué)者們采用理論分析、物理模擬與數(shù)值模擬對采動斜坡的變形破壞機(jī)制取得了不少成果，但是對于多煤層開采、開采范圍等采礦狀況影響斜坡變形破壞機(jī)制的研究較少。

相比于平原地區(qū)，西南巖溶山區(qū)斜坡通常具有“上硬下軟”、地形高陡、巖層平緩傾內(nèi)、巖溶裂隙發(fā)育等特點［19］，在地下采動的影響下，斜坡變形破壞機(jī)制變得更加復(fù)雜。例如貴州龍場崩塌［20］、重慶甄子巖崩塌［21］、云南趙家溝滑坡［22］、貴州普灑崩塌［10］等災(zāi)害造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，對社會產(chǎn)生了較大影響，研究地下采動誘發(fā)的此類地質(zhì)條件組合斜坡的變形破壞機(jī)制具有重要意義。本文以貴州省普灑崩塌為例，在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用底摩擦試驗研究采動斜坡內(nèi)部變形破壞機(jī)制，進(jìn)一步揭示了此類斜坡的變形破壞規(guī)律。

1 普灑崩塌概況

1.1 地質(zhì)環(huán)境條件

研究區(qū)位于貴州省納雍張家灣鎮(zhèn)，處于云貴高原向黔中山原過渡地帶，為中山侵蝕-溶蝕斜坡?？傮w地勢南高北低，山脈沿南西向沿伸，高陡山脊貫穿全區(qū)。區(qū)域處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降雨豐富。斜坡坡腳處發(fā)育兩條正斷層F1、F2，北側(cè)發(fā)育一條F3逆斷層，根據(jù)調(diào)查，斷層對于山體影響較?。辉诒浪鷧^(qū)附近存在河流水公河，小型溪溝較為發(fā)育，但無大型河流（圖1）。

圖1 普灑崩塌工程地質(zhì)平面圖Fig.1 Engineering geological map of the Pusa avalanche

斜坡上陡下緩，頂部為陡崖，下部為緩坡。崩塌后緣高程約為2 145 m，坡腳高程約為1 922 m，相對高差約220 m。斜坡出露的地層從新到老分別為：第四系殘坡積（Qel+dl）粘土、砂質(zhì)粘土；三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y）：上部薄至中厚層狀灰?guī)r夾泥灰?guī)r，中下部為紫紅、灰色砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖；二疊系上統(tǒng)長興-大隆組（P3c+d）：上部深灰、灰色泥質(zhì)灰?guī)r；下部灰色中厚層狀、薄層狀灰?guī)r夾粘土巖、頁巖，與龍?zhí)督M呈連續(xù)過渡關(guān)系，該組頂部與三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y）呈整合接觸；二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）為煤系地層。

崩塌體位于普灑煤礦礦區(qū)南側(cè)，規(guī)模化開采歷史可追溯到2001年。主要的開采煤層為M10、M14、M16三層煤，開采順序為M16→M14→M10；其中M16埋藏最深，M14次之，M10最淺（圖2）。M16、M14煤層完全開采，M10煤層部分開采，M16采空面積達(dá)17 700 m2。M16煤層厚1.51 m，M14煤層厚1.19 m，M10煤層厚1.46 m，M10與M14相距約14 m，M16與M14相距約24 m。三層煤均采用長壁采煤法，炮采工藝，全部垮落法管理頂板。

圖2 普灑崩塌全貌及運動特征Fig.2 General view and motion characteristics of the Pusa avalanche

普灑崩塌發(fā)生于2017年8月28日上午10時30分，為采空控制型崩塌，崩塌方量約為82.3×104m3，摧毀兩個居民組和部分建筑物，35人死亡，8人受傷［10］。

1.2 崩塌特征

斜坡坡面總體傾向為330°，平均坡度約為55°，巖層產(chǎn)狀為170-180°∠5-10°，為典型平緩傾內(nèi)斜坡。硬巖主要為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r與砂巖，受節(jié)理發(fā)育和強(qiáng)烈溶蝕作用影響，巖體較為破碎；軟巖為泥巖、頁巖及煤層，坡面風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體破碎，呈碎裂結(jié)構(gòu)。受“上硬下軟”巖體結(jié)構(gòu)的影響，其坡體總體呈上陡下緩，頂部為陡崖，近90°，中上部為陡坡，其坡度約50～60°，下部為緩坡主要用于耕地，坡度約10～15°。

斜坡巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，通過野外裂隙測量統(tǒng)計分析，斜坡共有3組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面，分別為：（1）N50-60°E/SE∠80～90°、（2）N81-84°W/NE∠80～90°、（3）N10-15°E/SE∠80～90°（圖3）。巖體中三組節(jié)理互相切割，呈不規(guī)則“三棱柱體”，又由于斜坡總體三面臨空，為崩塌提供變形與運移空間條件。

圖3 結(jié)構(gòu)面赤平投影圖Fig.3 Stereographic projection of structural plane

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及無人機(jī)航拍，崩塌范圍可明顯的劃分為崩塌源區(qū)（Ⅰ）、下落鏟刮區(qū)（Ⅱ區(qū)）、流通堆積區(qū)（Ⅲ）和變形區(qū)（Ⅳ）（圖4）。

圖4 普灑崩塌分區(qū)及特征Fig.4 Pusa avalanche zoning and characteristics

崩塌源區(qū)（Ⅰ）位于老鷹巖山體中上部，剪出口位于二疊系上統(tǒng)長興-大隆組（P3c+d）與三疊系上統(tǒng)夜郎組（T1y）界面附近，距坡頂約60～90 m，其巖性主要為砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥質(zhì)灰?guī)r。崩塌源區(qū)后緣巖壁呈土黃色溶蝕，可見溶溝及凹巖腔。崩塌巖體平均高約85 m，寬約145 m，厚約40 m，總方量為49.3×104m3，主要巖性為灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r等硬巖。下落鏟刮區(qū)（Ⅱ）位于老鷹巖山體下部，受上部崩塌源區(qū)崩塌體攜帶巨大的重力勢能和動能沿坡面以碎屑流方式運移的影響，鏟刮沿途表面巖體與坡腳的松散堆積物，鏟刮方量約為2.1×104m3。流通堆積區(qū)（Ⅲ）位于相對寬闊平緩地帶，坡度約10～15°，由于距陡崖下方約600 m處存在一個小山包，崩積物碎屑流在此分流向兩側(cè)，堆積呈不規(guī)則的扇形，摧毀坡腳大樹腳組和橋邊組部分房屋。堆積區(qū)呈現(xiàn)中部寬，前后緣窄的特點，水平距離約800～820 m，厚約4 m。物質(zhì)在運移過程中，相互碰撞解體、耗散能量，導(dǎo)致大塊體率先停積，小粒徑巖體繼續(xù)運移，整體上呈現(xiàn)隨運移距離的增加塊體粒徑逐漸變小的趨勢。擾動變形區(qū)（Ⅳ）根據(jù)所處位置可細(xì)化為3個區(qū)域：后緣擾動區(qū)（Ⅳ1）、北側(cè)擾動區(qū)（Ⅳ2）和南側(cè)擾動區(qū)（Ⅳ3）。后緣擾動區(qū)（Ⅳ1）主要受下沉與拉應(yīng)力作用，生成多條近平行于坡向的拉裂縫和深大拉陷槽；北側(cè)擾動區(qū)（Ⅳ2）變形跡象較弱，發(fā)育一處小型崩塌；南側(cè)擾動區(qū)（Ⅳ3）主要受崩塌失穩(wěn)巖體的拖拽作用，發(fā)育多條裂縫。

2 普灑斜坡底摩擦試驗設(shè)計

為了探討西南巖溶山區(qū)斜坡在采動條件下斜坡變形破壞規(guī)律，開展了以普灑崩塌為原型的底摩擦試驗［23］，研究此類采動斜坡變形破壞演化過程與機(jī)制。

2.1 相似常數(shù)及配比確定

參考前人成果［24］，確定其相似材料為重石晶粉、石英砂、液體石蠟、膨潤土，其相似材料具體配比如表1。

表1 相似材料成分配比表Table 1 Composition ratio of similar materials

以相似理論為依據(jù)，綜合考慮地質(zhì)原型、巖體的物理力學(xué)參數(shù)（表2）及試驗設(shè)備尺寸確定其相似常數(shù)為800，模型大小為80 cm×75 cm，容重相似比與應(yīng)力相似比分別為

表2 普灑崩塌巖石物理力學(xué)參數(shù)Table 2 Physical and mechanical parameters of rocks of the Pusa avalanche

式中：C為相似系數(shù)；L為幾何尺寸；γ為材料的容重；σ為應(yīng)力；P和M分代表原型和模型。

2.2 試驗方案設(shè)計

底摩擦試驗?zāi)芏ㄐ耘袆e斜坡巖體在自重條件下的變形破壞過程，但不能進(jìn)行精確的位移定量分析。本文引入DPDM技術(shù)［25］（巖土變形數(shù)字照相量測方法）進(jìn)行了位移監(jiān)測。

本次試驗儀器的型號為DMC-1000變頻調(diào)速底摩擦試驗機(jī)，變頻調(diào)速底摩擦試驗機(jī)儀器的模板尺寸為800 mm×1 000 mm；調(diào)速范圍為0～100 r/min；摩擦力為0～1 000 N。底摩擦試驗以相似理論為理論基礎(chǔ)，以幾何相似為前提，使其模型與目標(biāo)對象物理現(xiàn)象相似。根據(jù)圣維南原理，當(dāng)模型足夠薄時，摩擦力將均勻作用于模型。將相似材料制作的斜坡模型平鋪在皮帶上，機(jī)器轉(zhuǎn)動時模型受到皮帶滑動帶來均勻摩擦力，此時將摩擦力可近似為重力，用于模擬斜坡在自重條件下的變形破壞。

模型以普灑崩塌主剖面為原型（圖5）。由于坡體巖性結(jié)構(gòu)復(fù)雜，綜合考慮研究的目的及試驗的可操作性，將模型進(jìn)行一定的概化。斜坡概化為圖6所示：T1y2概化為灰?guī)r，T1y1概化為粉砂巖，P3c+d概化為灰?guī)r，P3l概化為泥巖，煤層為M16、M14、M10三層煤。

圖5 普灑崩塌工程地質(zhì)剖面（Ⅰ-Ⅰ'）Fig.5 Pusa avalanche engineering geology section（Ⅰ-Ⅰ'）

圖6 煤層開挖布置及測點布置圖Fig.6 Coal seam excavation layout and survey point layout

模型堆制時，先按地層堆制，隨后用小刀刻畫層理與節(jié)理。經(jīng)多次試驗，硬巖合理層理間距為1.5 cm，軟巖層理間距為1.0 cm，用煤線標(biāo)記煤層位置，以便煤層開挖。

根據(jù)調(diào)查和收集資料，煤層開采順序為M16→M14→M10。M16煤層設(shè)置三采區(qū)，開采順序為1?！?＃→3＃，M14煤層設(shè)置兩采區(qū)，采空順序為4?！?＃，其中采區(qū)尺寸為10 cm×1 cm，煤柱尺寸為4 cm×1 cm，M10設(shè)置兩采區(qū)，采空順序為6?！?＃；同時在坡面、坡頂及坡體內(nèi)部布置監(jiān)測點（圖6）。

3 試驗結(jié)果與分析

在模型進(jìn)行開挖之前，需要對模型進(jìn)行預(yù)固結(jié)，以彌補(bǔ)先前因刻畫模型的擾動。模擬結(jié)果表明：

在M16煤層開采后，采空區(qū)頂板產(chǎn)生卸荷作用，在重力作用下出現(xiàn)微小的變形，最大位移約1 mm，變形主要集中在采空區(qū)附近，如圖7（a）、（g）所示；M14煤層完全開采后，采空區(qū)頂板巖層輕微卸荷，并在重力與卸荷作用下出現(xiàn)彎曲下沉，最大總位移量達(dá)到2 mm，但模型整體未有明顯變形跡象，如圖7（b）、（h）所示。

圖7 斜坡底摩擦試驗變形破壞過程Fig.7 Deformation and failure process of slope bottom friction test

開挖M10煤層第一區(qū)段（6＃）時，頂板輕微下沉，層間離層現(xiàn)象明顯，最大可達(dá)1 mm，老鷹嘴處裂隙有被拉開的趨勢，如圖7（c）、（i）所示；開挖第二區(qū)段（7＃），隨著采空區(qū)面積變大，頂板開始垮落，采空區(qū)覆巖形成冒落帶（5 cm）及裂隙帶（7 cm）；隨著時間的推移，覆巖變形加劇并向上拓展，甚至影響坡表。老鷹嘴山體出現(xiàn)明顯的變形，最大位移達(dá)到7 mm，其位移方向朝臨空面偏下，以豎向位移為主。M10采空邊界坡頂附近也形成拉裂縫Lf1，寬約3 mm，呈“V”形，冒落帶裂縫則呈倒“V”字形。斜坡整體最大位移為12.16 mm，位于M10采空區(qū)頂板附近，采空區(qū)覆巖出現(xiàn)明顯冒落帶和裂隙帶。由于M10采空區(qū)覆巖的自重影響，斜坡中部M10與14之間的巖層彎曲下沉，最大位移達(dá)到6 mm。

如圖7（d）、（j）所示：隨著變形進(jìn)一步發(fā)展，M10采空區(qū)被垮落巖體充填，拉裂縫Lf1拓寬，最大寬度達(dá)到1.2 cm，并追蹤陡傾節(jié)理向下發(fā)展，最終與M10采空區(qū)貫通，形成深大裂縫，構(gòu)成崩塌體后緣邊界。裂縫Lf1臨空側(cè)巖體向臨空面傾倒變形，巖層由緩傾內(nèi)變?yōu)榫復(fù)鈨A；老鷹嘴巖體變形加劇，最大位移達(dá)到22.96 mm，位移方向朝臨空面偏下，同時鷹嘴前緣山體陡傾結(jié)構(gòu)面拉裂、張開，形成裂縫Lf2，寬度約5 mm。受前緣臨空條件影響，Lf2臨空側(cè)山體傾倒變形，重心向臨空面偏轉(zhuǎn)，同時Lf2追蹤巖體內(nèi)部陡傾節(jié)理進(jìn)一步發(fā)展，遇到下部軟巖時向臨空方向偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而沿著巖層層理剪切變形。

如圖7（e）、（k）所示，Lf2臨空側(cè)巖體上部重心不斷向臨空方向移動，最大位移達(dá)到近50 mm，鷹嘴巖體發(fā)生傾倒破壞，下部巖體沿陡傾節(jié)理繼續(xù)拉裂變形和沿層理蠕滑剪切變形，在長興-大隆組（P3c+d）硬巖處受阻，形成“鎖固段”；受到上部巖體的自重的擠壓作用，“鎖固段”逐步被剪斷突破剪出，斜坡整體失穩(wěn)破壞。

如圖7（f）所示，斜坡整體失穩(wěn)破壞后，向下運動過程中，不斷的撞擊、鏟刮坡面巖體，并逐漸解體，最終堆積于緩坡處。Lf1繼續(xù)被拉開，坡頂處張開寬度約1.5 cm，并在Lf2與Lf1之間形成較大的崩塌殘留體，下錯位移有3 mm，可能再次發(fā)生破壞。

根據(jù)設(shè)置在斜坡表面位移監(jiān)測點可以看出，在M16、M14煤層開采后，坡面變形位移較小，M10開采后，坡面變形急劇增大。隨著采空面積的增大，坡面發(fā)生變形移動，剪出口附近的巖體受到向外的擠壓，鷹嘴巖體沿已有的節(jié)理向外傾倒。坡面監(jiān)測點JC1水平位移達(dá)到46 mm，豎向位移達(dá)到17 mm，整體坡面測點水平位移大于豎向位移（圖8（a）、（b））；鷹嘴前緣頂部監(jiān)測點JC5位移最大，水平位移達(dá)到17 mm，豎向位移達(dá)到11 mm，整體上坡頂測點的水平位移大于豎向位移（圖8（c）、（d））；據(jù)監(jiān)測點JC12知，采空區(qū)覆巖位移最大，水平位移達(dá)到10 mm，豎向位移達(dá)到15 mm，隨著離采空距離越遠(yuǎn)位移逐漸變小，采空區(qū)覆巖主要以沉陷變形為主（圖8（e）、（f））?？傮w而言，采空區(qū)覆巖以沉陷變形為主，在坡頂與坡面主要以水平位移為主；隨著變形的逐漸加劇，位移愈來愈大，斜坡最終發(fā)生傾倒（滑移）破壞。

圖8 斜坡表面監(jiān)測點及采空區(qū)覆巖測點位移Fig.8 Displacement of monitoring points on slope surface and overlying rock in goaf

4 斜坡變形破壞機(jī)制

底摩擦試驗結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查坡頂面裂縫分布、崩塌體變形破壞過程是很相似的，說明了底摩擦試驗結(jié)果具有較好的參考價值，試驗結(jié)果揭露了坡體內(nèi)部采空頂板彎曲破壞和巖體內(nèi)部裂縫發(fā)展過程和趨勢，展示了普灑崩塌的變形破壞全過程，可將普灑崩塌的變形破壞過程分為5個階段（如圖9）。

圖9 普灑崩塌變形破壞演化過程示意圖Fig.9 Diagram of the evolution process of Pusa avalanche deformation and failure

（1）自然演化階段

自然條件下，斜坡地形高陡，“上硬下軟”坡體結(jié)構(gòu)。軟巖在上部硬巖的自重下擠壓變形，坡體因卸荷產(chǎn)生卸荷裂隙，加之此處常年濃霧且雨水較多，溶蝕較為強(qiáng)烈，降低巖體強(qiáng)度，加劇坡體不穩(wěn)定性。此階段，山體在外部營力作用下，坡頂裂隙受到溶蝕，強(qiáng)度降低，為裂縫產(chǎn)生與發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

（2）煤層開采擾動階段

長期的煤層開采擾動上部山體，改變斜坡的原有的應(yīng)力平衡，應(yīng)力重分布。隨著采空區(qū)面積不斷變大，加劇對上部山體的擾動，促進(jìn)結(jié)構(gòu)面拉張與錯動，不利于斜坡穩(wěn)定，斜坡開始產(chǎn)生變形。此階段，山體主要受到采動的影響，巖體被一定程度的擾動。

（3）采空區(qū)塌陷階段

隨著煤層開采推進(jìn)，采空區(qū)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，采空區(qū)頂板因失去支撐產(chǎn)生彎曲、沉陷及垮落，并且采空區(qū)覆巖變形范圍向上發(fā)展，逐漸影響到坡表，使斜坡變形加劇。此階段，山體中部的巖體受煤層采空區(qū)的影響，主要以沉陷變形為主，坡頂裂隙有被拉開的趨勢。

（4）坡頂裂縫形成階段

覆巖變形向上發(fā)展，坡頂產(chǎn)生顯著變形。采空區(qū)邊界坡頂裂縫被拉開，形成深大裂縫。此裂縫沿巖體陡傾的結(jié)構(gòu)面向下發(fā)展，逐漸與下部沉陷“三帶”貫通，構(gòu)成災(zāi)害體的后緣邊界。受采空區(qū)覆巖塌陷的影響，采空區(qū)上覆巖層由緩內(nèi)傾變?yōu)榫復(fù)鈨A，為后緣裂縫的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。后緣裂縫向下發(fā)展，進(jìn)入軟巖巖層后，由于軟巖的強(qiáng)度較低，裂縫發(fā)展向臨空方向偏移，追蹤巖體陡傾節(jié)理及緩?fù)鈨A層面蠕滑變形，加劇崩塌體重心向臨空面偏轉(zhuǎn)。此階段，老鷹嘴崩塌體整體有向臨空方向傾倒的趨勢，坡頂?shù)牧严侗焕_，形成深大裂縫。

（5）斜坡失穩(wěn)階段

崩塌體向臨空面傾倒變形，與山體分離。后緣裂縫向下發(fā)展過程中，崩塌體下部巖體向臨空方向剪切變形，于長興-大隆組（P3c+d）硬巖處受阻，形成局部的“鎖固段”。在上部巖體的重力壓縮及擠壓作用下，突破“鎖固段”，于夜郎組（T1y）與長興-大隆組（P3c+d）界面附近剪出，崩塌體整體破壞，災(zāi)害發(fā)生。崩塌巖體向下運動過程中，撞擊、鏟刮坡表巖體形成碎屑巖塊，堆積于坡腳緩坡處。此階段，災(zāi)害發(fā)生，堆積于斜坡下部緩坡處，在坡頂還殘留部分危巖體。

崩塌區(qū)處于采空區(qū)影響范圍內(nèi)，加之坡體內(nèi)部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，使斜坡具有變形破壞條件。地下開采擾動上部巖體，在采空區(qū)覆巖中部以豎直向下的沉陷為主；隨著覆巖變形向上發(fā)展，在采空區(qū)邊界坡頂處巖體拉裂形成深大裂縫，構(gòu)成后緣邊界。裂縫Lf2前側(cè)崩塌體受采動影響重心向臨空面移動，崩塌體上部以水平位移為主，老鷹嘴山體發(fā)生傾倒變形。裂縫進(jìn)一步向下發(fā)展與拓寬，山體傾倒變形加劇；當(dāng)裂縫發(fā)展到下部軟巖巖層時，裂縫向坡面偏轉(zhuǎn)發(fā)生蠕滑剪切變形，最終突破坡面附近“鎖固段”剪出，整體發(fā)生傾倒失穩(wěn)破壞。斜坡的變形破壞機(jī)制可概括為：采空—拉裂—蠕滑—剪斷（傾倒）。

5 結(jié)論

本文通過野外調(diào)查與底摩擦試驗手段，在分析其斜坡所處的地質(zhì)環(huán)境與變形破壞特征的基礎(chǔ)上，探討平緩傾內(nèi)斜坡在地下采動條件下變形破壞機(jī)制，得到其以下認(rèn)識：

（1）普灑崩塌為典型高陡“上硬下軟”-巖溶裂隙發(fā)育-采空控制組合型的高速遠(yuǎn)程崩滑碎屑流災(zāi)害。斜坡地形高陡，呈現(xiàn)“上硬下軟”坡體結(jié)構(gòu)（硬巖主要為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r與砂巖，軟巖為泥巖、煤層）；坡體內(nèi)部發(fā)育三組節(jié)理，切割巖體，呈不規(guī)則“三棱柱”，崩塌邊界裂縫追蹤其節(jié)理裂隙發(fā)展；坡體三面臨空，為崩塌的發(fā)生提供運移空間。地下采動為誘發(fā)斜坡變形破壞的主因，采動加劇斜坡的變形，巖體碎裂，斜坡失穩(wěn)破壞，最終崩塌體高速沿坡面以碎屑流方式運移。

（2）普灑崩塌是長期累進(jìn)性破壞的結(jié)果，具有時效性。斜坡的變形滯后于地下開采，只有當(dāng)采空區(qū)達(dá)到一定面積時，頂板冒落、離層，引起采空區(qū)覆巖變形加劇，采空區(qū)邊界坡頂附近產(chǎn)生拉裂縫，裂縫追蹤原有節(jié)理裂隙向下發(fā)展，進(jìn)入軟巖層后，裂縫發(fā)展向臨空面偏轉(zhuǎn)，發(fā)生蠕滑剪切變形，最終剪斷坡面附近“鎖固段”，斜坡上部山體發(fā)生傾倒，下部巖體滑移，導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)破壞，形成災(zāi)害。

（3）普灑崩塌的變形破壞演化過程分為4個階段：自然演化階段、開采擾動階段、坡頂裂縫形成階段和斜坡失穩(wěn)階段；其變形破壞機(jī)制為：采空—拉裂—蠕滑—剪斷（傾倒）。

崩滑災(zāi)害與巖體抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度有著重要的關(guān)系，考慮抗拉強(qiáng)度對于認(rèn)識崩滑變形破壞規(guī)律具有重要作用，也為更清楚認(rèn)識斜坡變形機(jī)制提供參考。但本文在底摩擦試驗中只考慮了巖體抗剪強(qiáng)度來研究斜坡變形破壞機(jī)理，考慮的主控因素有限。因此，下一步應(yīng)考慮更多的因素，如抗拉強(qiáng)度，以便更好地符合實際情況，深入認(rèn)識斜坡變形破壞機(jī)制。