排土场稳定性计算啊冷

一、排土场基底承载能力计算和台阶高度的确定 1、第一平盘台阶高度的确定

1

12180cot cot 104-⎥⎦⎤

⎪⎭⎫-⎢⎣⎡ ⎝

⎛+=-ππϕϕγϕπC H

式中 H 1——排土场的堆置高度（m ）； C ——基底岩土的粘结力（Pa ）； φ——基底岩土的内摩擦角（°）； γ——排土场场料的容重（t/m 3）。

γ⨯=8.90.18

1

12180cot cot 104-⎥

⎦⎤

⎪⎭⎫-⎢⎣⎡ ⎝

⎛+=-ππϕϕγϕπC H

1

214.31808.2714.38.27cot 83.18.27cot 10002.7114.3104-⎥⎦⎤⎪⎭⎫-⎢⎣

⎡ ⎝⎛

⨯+⨯⨯⨯⨯=-

=28.82m

根据GB50421-2007《有色金属矿山排土场设计规范》中的规定“多台阶排土基底第一级台阶高度易取10～25m ”，参考采矿手册中“第一台阶的高度以不超过20～25m 为宜，当基底为倾斜的砂质粘土时，第一台阶的高度不因大于15m ”，综合考虑取第一台阶的高度为10m 。 2、第二平盘台阶高度的确定

当第一台阶高度为10m 时，根据太沙基理论计算公式计算第二级台阶的允许极限高度。

q c r qN cN bN P ++=γ2

1

u

式中 u P ——地基极限承载力（kPa ）；

r N 、c N 、q N ,——地基承载力系数，与土层内摩擦角φ有关，可根据下

表选取（Pa ）；

c ——土的内聚力（kPa ）；

γ、b ——地基的天然重度（kN/m 3）。 b ——基础宽度（m ）；

q ——排土场底部平盘段高产生的垂直荷载（kPa ）；

根据地基基础工程规范中规定，应用太沙基极限承载能力计算式，当基础宽度b>6m 时，取b=6m ；当基础宽度b<3m 时，应取b=3m 。在该排土场基地承载能力计算中，上覆荷载作用宽度远远大于6m ，因此取b=6m 。

太沙基极限承载力系数

由基地土层内摩擦角08.27=ϕ查表得：20=r N ，30=c N ，5.17=q N 平盘高度为25米时，排土场底部平盘段高产生的垂直荷载为500kPa.

q c r qN cN bN P ++=γ21

u

=5.17500302.712061.172

1

⨯+⨯+⨯⨯⨯ =11912kPa

在上部荷载作用下，该排土场基地极限承载能力必须满足以下条件

K P P u 0>

式中 u P ——基地土层极限承载压力（kPa ）； 0P ——上部抛弃物产生的荷载（kPa ）； K ——地基承载压力安全系数。 其中0P 由下式确定

h 00γ=P

式中 0γ——排弃物的容重（3/m kN ）； h ——排弃物的堆填高度（m ）； 当安全系数为1时，

hK 00γ==K P P u

119121h 1.17=⨯⨯= m 6.696h =

同理可求当安全系数为2时，h=348.3m ，当安全系数为3时，h=232.2m 。 设计中取第二级台阶高度为25m 。 同理可确定剩余台阶的高度，列表如下：

二、排土场极限堆置高度的确定

在基底处于极限状态，失去承载能力，产生塑性变形和移动时，排土场的极限堆置高度可按下式计算

([]

12

45tan cot 10tan 2

24-⎪⎭

⎫

+︒=

-ϕ

πϕγ

ϕ

πe

C H

式中 H 2——排土场的极限堆置高度（m ）。

([]

12

45tan cot 10tan 2

24-⎪⎭

⎫

+︒=

-ϕ

πϕγ

ϕ

πe

C H

=([]

128.2745tan 83.18.27cot 10002.7114.3108.27tan 14.324--⎪⎭

⎫+︒⨯⨯⨯⨯⨯e

=334m

设计中排土场的总高度为115m ，小于极限高度334m ，但是由于采场的开采水平在720～760m ，因此设计该排土场堆排标高为705m ，拦渣坝位置标高为590m 。 三、排土场最危险滑动面的确定及分析 1、滑动圆弧圆心的确定

根据经验，最危险滑动面的圆心在一条直线上，该直线称为圆心辅助线。确定圆心辅助线的方法有4.5H 法和36°法，下面就以4.5H 法来确定滑动圆弧的圆心。 4.5H 法的步骤如下：

① 由坡脚E 向下引垂线并截取边坡高度H 得F 点。 ② 自F 点向右引水平线并量取4.5H 得M 点。

③ 连接坡脚E 和坡顶S ，求ES 的斜度i ＝ 1:2，根据i 由表查得 α=25、 β=35的角值。

④自E 点引与ES 成角α的直线，又由S 点引与水平线成角β的直线，两直线交于O 点。

⑤连接M 与O ，并向左上方延长，即得辅助线，O 点即为滑动圆弧的圆心。

辅助线角值表

2、滑动面的确定

以O为圆心，R（191m

3、最危险滑动面的确定及安全系数分析

（1）滑动面1-1的计算

将1-1滑动块分成若干竖向土条，土条宽度b＝0.1R=12m

滑动面1-1计算模型

值，可按下式计算：

计算各土条滑动面中点与圆心的连线同竖直线的夹角

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