反演分析在软岩体边坡失稳管理中的作用
由于强度低和易变形性，弱岩体对边坡稳定性构成风险。这正是秘鲁 Cerro Corona 金铜矿 的情况，其东部和西北部采坑边坡因弱、不稳固（NC）的岩土单元而面临岩土工程挑战。这些单元是导致多次边坡失稳的主要因素。
地质背景
Cerro Corona 的成矿体为一圆柱状闪长玢岩岩株，侵入白垩纪碳酸盐岩。侵入岩与围岩的过渡带常表现为断层接触，伴随强烈的粘土蚀变和剪切带。这些带主要分布在采坑的东西两侧，与不稳固（NC）岩土单元相关，主要包括粘土蚀变岩以及下 Yumagual 组和 Pariatambo 组中的不稳固石灰岩。
图1 A) 下 Yumagual 组为弱岩体，由石灰岩和页岩互层组成
B) Pariatambo 组为弱岩体，强烈破碎，由石灰岩和泥质岩互层组成
挑战：过渡带边坡失稳
2021 年，东壁发生两次重大失稳。这些失稳涉及台阶和多台阶规模，主要位于过渡带，导致停工和安全风险。
第一次事件（2021年3月）：一条断层面跨越7个台阶，高度达70米。失稳机制与局部断层、侵入岩与围岩接触带以及坡体几何形态相关，坡间角（IRA）为44°。
第二次事件（2021年11月）：发生在同一区域，由于异常降雨导致 A2NC（Argillic 2 Non-Competent）材料逐步弱化而触发。第一次失稳后，坡间角已减小至36°。
图2 第一次和第二次事件的历史累计雷达变形数据
解决方案
1. 反演分析
利用中仿 Slide2 和 Slide3 软件，基于观测到的破坏面和监测数据，对弱 A2NC 材料的岩土力学参数进行校准。
将滑动体建模为垂直柱，迭代计算安全系数（FoS）以识别临界破坏面。
未考虑地下水，因为其位于破坏带以下。
初始分析假设 A2NC 为均质各向同性类土体行为。
采用 Morgenstern-Price 力平衡方法 和 布谷鸟搜索算法 来确定滑动面。
结果
第一次失稳（IRA=44°）：FoS = 0.97（2D）和 1.11（3D），表明临界稳定。
第二次失稳（IRA=36°）：FoS = 1.12（2D）和 1.13（3D），稳定性改善。
反演分析确认第二次失稳是由 A2NC 强度因降雨而降低导致，表现为黏聚力降至 C=18 kPa、内摩擦角 Ø=28°。
图3 A2NC 参数敏感性分析结果与雷达位移对比
2. RS3 参数校准
在确定失稳的黏聚力和内摩擦角后，利用 RS3 软件 对坡体进行建模，以校准 A2NC 的性质。与棱镜 PE_2167 的对比表明 RS3 模拟位移（115 cm）与实际变形高度一致，验证了校准参数的可靠性。
3. 最终矿山寿命期（LOM）边坡稳定性分析
在完成钻探工作和参数校准后，采用三维极限平衡法对矿山寿命期（LOM）采坑设计进行了分析。
东壁修复后的关键区 FoS = 1.39，高于 Cerro Corona 的接受标准 1.3，表明条件稳定（图4）。
西北区则以不稳固单元（A2NC、下 Yumagual 组和 Pariatambo 组）为主，FoS = 1.10（IRA=42°），低于可接受阈值。建议将 IRA 降至 37–38° 以确保安全（图5）。
图4 LOM 关键区三维分析结果
图5 LOM 西北区三维分析结果
结论
结合监测数据与反演分析对三维稳定性模型进行校准，对可靠设计和风险管理至关重要。Slide3 和 RS3 的精确建模与雷达数据相符，使得风险可前瞻性管理。在本案例中，反演分析和模型校准不仅支持灵活的安全决策，还优化了采坑设计几何。
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