一直以来,我国地质灾害十分严重,其中,滑坡灾害是我国危害最大数量最多的地质灾害,每年都会造成几十亿元的经济损失,致使数百人的伤亡。辽宁南芬露天矿更是受地质条件和开采爆破的影响,成为滑坡灾害的高发地,再加上设备和人员集中性的开采工作,每次灾害都会造成比较严重的后果。因此,如何减少或避免矿区滑坡灾害,如何让生命和财产安全得到保障,是一项意义重大的课题。本文通过查阅大量研究文献和地质勘查资料的基础上,充分结合了工程地质学、岩石力学、物理模型实验、测量力学、现代通信技术等众多科学领域的相关知识,从地质勘查资料和2011-1005滑坡特征出发,开展物理模型实验,以此为依据详细分析此次滑坡的破坏机理和主要影响因素。在此研究成果上,结合滑坡牛顿力远程监测预警系统的工作原理和现场应用,为南芬露天矿滑坡灾害的开挖、防护、监测、预警工作创造了显著的效益,也为滑坡牛顿力远程监测预警系统的推广应用提供支撑。具体开展的工作以及取得的研究成果有以下几个方面:(1)分析南芬露天铁矿地质勘查资料,掌握其地形地貌、水文地质及节理分布,研究影响边坡稳定性的重要因素。经过分析表明,南芬露天铁矿区主要为侵蚀构造中高山地貌。受季风气候影响,降雨充沛。含铁矿石非常适宜露天开采,且性质优异,是冶铁最好原料。矿区内下盘区域是滑坡的重灾区,主要受两组节理影响,构成了明显的软弱滑动面,对边坡稳定性危害较大。南芬新引进的滑坡远程监测预警系统依据牛顿力变化趋势,对2011-1005滑坡提前2天发出预警信号,是一次成功的应用。运用极射赤平投影的方法,判断2011-1005滑坡的失稳破坏模式。分析滑坡体结构面破坏特征,结合监测预警系统短时段内的监测耦合曲线,得出降雨是此次滑坡的诱发因素,而开挖是主要因素的结论。(2)物理模型实验是基于相似原理研究地质构造和工程活动相互之间的关系,能够指导工程如何应对地质灾害。以南芬2011-1005滑坡为工程原型,进行了大比尺的物理模型实验。探究具有软弱结构面的边坡,在预加载作用下,开挖工作对滑坡体稳定性的影响,并结合远程监测预警系统的原理,验证系统的可行性。实验结果表明,软弱结构面确实对边坡稳定性有一定的影响,如同著名的木桶理论,软弱滑动面是整个滑坡体最短的那块板,决定了抗滑力的上限。预加载作用也会产生影响,但没有造成位移和滑动力显著的变化。而开挖会减弱或消除边坡侧向支撑力,造成上部坡体松垮,特别是在软弱滑动面、预加载(模拟如风化、降雨等)条件下,会引起上层岩体位移增大,整体边坡滑移,产生滑坡灾害。(3)滑坡远程监测预警系统在恒阻大变形锚杆成功研发之后,确保了监测数据的连续性,结合下滑力基本理论体系,得到了理论和实践的双重保障,同时借助现代通信技术,在全国18个地区481个监测点成功推广应用。现已成功预报滑坡灾害11次,具有显著的社会和经济效益。监测预警系统由恒阻大变形锚杆、紫蜂无线通讯技术、北斗卫星和数据接收处理系统四个组件组成,组件之间环环相扣,形成有机的整体。通过实际工程应用分析南芬露天铁矿2013-0223和2013-0225滑坡的机理和原因,用真实案例验证了滑坡远程监测预警系统的有效作用。从中积累系统依据下滑力变化发出的监测预警经验和模式,为系统推广应用提供帮助。