本书系作者多年从事露天矿边坡稳定性的研究成果及其应用的总结。本书结合德兴铜矿工程实例，详细介绍了边坡稳定性等精度评价的基本思想，主要内容包括德兴铜矿工程地质条件、杨桃坞边坡岩体结构特征、杨桃坞多级边坡稳定性分级分析、杨桃坞多级边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取、杨桃坞多级边坡稳定性等精度评价、基于离散单元法的杨桃坞边坡稳定性计算与变形破坏机理分析、杨桃坞多级边坡综合治理建议措施等。研究成果对类似露天矿边坡稳定性评价和综合治理的研究具有重要的参考价值和借鉴意义。本书可供地质、水利、交通、采矿、国防等行业从事岩土工程的生产、科研人员参考，亦可作为高等院校工程地质、水利工程、采矿工程、岩土工程等专业研究生的教学参考书

第1章 概述
1.1 研究背景
1.2 研究任务
1.3 技术路线
1.4 野外工作程序和记录表格
1.4.1 野外工作程序
1.4.2 野外记录表格
1.5 研究难点与创新点
1.5.1 研究难点
1.5.2 研究创新点
第2章 德兴铜矿工程地质条件
2.1 德兴铜矿概况
2.2 交通地理与气象条件
2.2.1 交通地理
2.2.2 气象条件
2.3 工程地质条件
2.3.1 地形地貌
2.3.2 地层岩性
2.3.3 区域构造
2.3.4 水文地质条件
2.3.5 地震烈度
2.4 人类工程活动
2.4.1 采矿爆破振动
2.4.2 车辆荷载
第3章 杨桃坞边坡岩体结构特征
3.1 工程概况
3.2 地层岩性与地质构造演化过程
3.2.1 地层岩性
3.2.2 地质构造演化过程
3.3 结构面发育特征
3.3.1 断层
3.3.2 节理
3.4 岩石物理力学性质
3.5 水文地质条件与工程地质分区
3.5.1 水文地质条件
3.5.2 工程地质分区
第4章 杨桃坞多级边坡稳定性分级分析
4.1 边坡工程特征
4.1.1 第一级边坡：总体边坡
4.1.2 第二级边坡：组合台阶边坡
4.1.3 第三级边坡：台阶边坡
4.2 边坡分区
4.2.1 第一级分区：总体边坡分区
4.2.2 第二级分区：组合台阶边坡分区
4.2.3 第三级分区：台阶边坡分区
4.3 边坡稳定性分级分析原理
4.4 第一级分析：总体边坡稳定性分析
4.5 第二级分析：组合台阶边坡稳定性分析
4.5.1 A（10T）组合台阶边坡
4.5.2 B（10T）组合台阶边坡
4.5.3 C（10T）组合台阶边坡
4.5.4 A（50T）组合台阶边坡
4.5.5 B（50T）组合台阶边坡
4.6 第三级分析：台阶边坡稳定性分析
4.6.1 台阶边坡 A（10T） U、A（10T） D
4.6.2 台阶边坡 B（10T） U、B（10T） D
4.6.3 台阶边坡 C（10T） U、C（10T） D
4.6.4 台阶边坡 A（50T） U、A（50T） D
4.6.5 台阶边坡 B（50T） U、B（50T） D
4.7 边坡潜在破坏模式与潜在滑移面确定
4.7.1 边坡潜在破坏模式确定
4.7.2 结构面表面形态分级与潜在滑移面确定
第5章 杨桃坞多级边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取
5.1 结构面表面形态分级与表面形态基本特性
5.1.1 结构面表面形态分级
5.1.2 结构面表面形态描述指标
5.1.3 结构面表面形态测量方法
5.1.4 岩体结构面表面形态基本特性
5.2 结构面粗糙度系数和抗剪强度基本特性
5.2.1 各质异性
5.2.2 各向异性
5.2.3 非均一性
5.2.4 尺寸效应
5.2.5 JRC JCS 强度准则
5.2.6 边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取的必要性
5.3 总体边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取
5.4 组合台阶边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取
5.4.1 A（10T）组合台阶边坡
5.4.2 B（10T）组合台阶边坡
5.4.3 C（10T）组合台阶边坡
5.4.4 A（50T）组合台阶边坡
5.4.5 B（50T）组合台阶边坡
5.5 台阶边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取
5.6 参数选取建议值
第6章 杨桃坞多级边坡稳定性等精度评价
6.1 边坡稳定性分析方法与许用安全系数的确定
6.1.1 边坡稳定性分析方法
6.1.2 边坡许用安全系数的确定
6.2 历史滑坡稳定性评价
6.2.1 历史滑坡形成过程
6.2.2 滑坡现状
6.2.3 滑坡稳定性评价
6.2.4 滑坡稳定性参数敏感性分析
6.3 第一级评价：总体边坡稳定性评价
6.4 第二级评价：组合台阶边坡稳定性评价
6.4.1 A（10T）组合台阶边坡
6.4.2 B（10T）组合台阶边坡
6.4.3 C（10T）组合台阶边坡
6.4.4 A（50T）组合台阶边坡
6.4.5 B（50T）组合台阶边坡
6.5 第三级评价：台阶边坡稳定性评价
6.5.1 台阶边坡 C1（10T） U 与 C1（10T） D
6.5.2 台阶边坡 C2（10T） U 与 C2（10T） D
6.5.3 台阶边坡 B（50T） U 与 B（50T） D
6.6 杨桃坞边坡稳定性分析总结
第7章 基于离散单元法的杨桃坞边坡稳定性计算与变形破坏机理分析
7.1 离散单元法基本原理
7.1.1 UDEC 概述
7.1.2 离散单元法基本方程
7.1.3 离散单元法原理
目录 · vii
7.1.4 UDEC 迭代过程
7.1.5 强度折减法原理
7.2 数值模拟计算参数选择
7.3 基于离散单元法的边坡稳定性计算
7.3.1 第一期滑坡 B1 稳定性计算
7.3.2 第二期滑坡 B2 稳定性计算
7.3.3 B（10T）组合台阶边坡稳定性计算
7.3.4 C1（10T）组合台阶边坡稳定性计算
7.3.5 C2（10T）组合台阶边坡稳定性计算
7.3.6 B（50T）组合台阶边坡稳定性计算
7.3.7 C1（10T） U 台阶边坡稳定性计算
7.4 极限平衡法和离散单元法计算结果对比探讨
7.5 基于离散单元法的边坡变形破坏机理分

随着矿业的发展和露天开采深度的加大，大型露天
矿山边坡的稳定性已成为影响矿山安全生产与发展的重
大问题。露天矿山边坡稳定性评价与公路、铁路、建筑
、水利等工程边坡相比，具有鲜明的特色和复杂性。大
型露天矿山按构成要素及规模大小可划分为总体边坡、
组合台阶边坡、台阶边坡 3 个层次，需要分别评价它
们的整体稳定性和局部稳定性。采矿既是一项经济活动
，又是一项工程活动。传统露天矿山的采矿优化方法是
经验类比法，照此方法，总体边坡安全储备有余而经济
性得不到充分发挥，台阶边坡安全储备不足而安全性得
不到有效保障。本书提出大型露天矿山边坡稳定性等精
度分析方法，探究各级别边坡协同防控机理，实现安全
性与经济性双赢的边坡优化设计，具有重大科学意义和
工程价值。
德兴铜矿铜厂矿区（以下简称德兴铜矿）是江西铜
业集团公司最大的铜矿区，也是目前我国有色矿山中最
大的露天矿区，其边坡范围与边坡高度在国内外是处于
前列的。因此，其矿山边坡的稳定性评价特别重要，直
接关系到矿山生产安全与发展。本书内容以研究保障德
兴铜矿采区新建 10m 固定泵站的安全为目标，以杨桃
坞 10m 台阶边坡和 50m 台阶边坡为核心区段，开展多
级边坡稳定性等精度评价，形成德兴铜矿边坡稳定性等
精度评价的示范案例，以指导类似大型露天矿山边坡稳
定性评价和边坡加固治理工作。
本书的主要内容如下：第 1 章主要阐述本书的研
究背景及意义，总结了德兴铜矿边坡稳定性等精度评价
的技术路线，提出了野外工作的基本程序，分析了研究
的难点和创新点；第 2 章主要介绍了德兴铜矿工程地
质条件，包括交通地理、气象条件、地形地貌、地层岩
性、区域构造、水文地质条件、采矿爆破震动、地震烈
度、车辆荷载等；第 3 章主要介绍了杨桃坞边坡的岩
体结构特征，重点分析了研究区的地层岩性、地质构造
演化、结构面发育特征、岩石基本物理力学性质、水文
地质条件、工程地质分区等；第 4 章开展了杨桃坞多
级边坡稳定性分级分析，具体介绍了边坡工程特征、边
坡分区、各级边坡稳定性分级分析、边坡破坏模式与潜
在滑移面确定等；第 5 章介绍了杨桃坞多级边坡潜在
滑移面抗剪强度精确获取，包括结构面表面形态分级与
表面形态力学机制分析、结构面粗糙度系数和抗剪强度
基本特性、各级边坡潜在滑移面抗剪强度精确获取等内
容；第 6 章介绍了杨桃坞多级边坡稳定性等精度评价
，具体包括边坡稳定性分析方法与许用安全系数的确定
、历史滑坡稳定性评价、各级边坡稳定性评价等内容；
第 7 章主要介绍采用离散单元法的杨桃坞边坡稳定性
计算与变形破坏机理分析，包含离散单元法基本原理、
数值模拟计算参数选择、各级边坡稳定性计算、极限平
衡法与离散单元法的计算结果对比、边坡变形破坏机理
分析；第 8 章重点介绍了杨桃坞多级边坡综合治理建
议措施。
在本书付梓之际，作者衷心感谢对本书完成始终关
心和鼎力支持的同人。在研究过程中，得到了江西铜业
集团公司德兴铜矿李国平总工、王华主任及其他公司领
导和现场工程师的帮助，在现场调研过程中他们提供了
现场指导和丰富的数据资料。同时，在撰写过程中得到
了宁波大学夏才初教授，中国有色金属工业昆明勘察设
计研究院有限公司许汉华高级工程师，绍兴文理学院李
安原老师、胡高建老师的帮助，感谢他们的辛勤工作和
悉心指导。徐晨、刘奎明、章莹莹、沈伟、顾岩、徐敏
娜、梁渭溪、曹泽敏等协助整理了书稿。
由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，
敬请广大读者、同行专家批评指正。