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项目天然重度/kN•m-3凝聚力/kPa内摩擦角排弃物18.015.825.6基底土层17.171.227.8_H=10-4兀Ccot甲y1^兀平兀)cot甲+m——v1802)_-1式中H1——排土场的堆置高度（m）；C——基底岩土的粘结力（Pa）；^——基底岩土的内摩擦角（°）；Y排土场场料的容重（t/m3）。18.0=9.8xy-1兀)H=10一4兀Ccot甲1——1802)r314x27一8314、-1=10-4x3.14x71.2x1000xcot27.81.83cot27.8+-V1802)=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。-1H=10一4兀Ccot甲12、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。C1,P=2ybN+cN+qN式中P——地基极限承载力（kPa）；UNr、Nc、Nq,——地基承载力系数，与土层内摩擦角^有关，可根据下表选取（Pa）；c土的内聚力（kPa）；Y、b地基的天然重度（kN/m3）。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中/(°)NrNcNq00.005.711.0050.517.321.6431.202.582.69151.805.904.45204.0017.67.42254.0025.15.703021.837.222.53545.457.741.44012595.781.345326172.2173.3由基地土层内摩擦角中=27.80查表得：N=20，N=30，N=17.5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.一1,P=方ybN+cN+qN1二—x17.1x6x20+71.2x30+500x17.52=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P>PK式中P——基地土层极限承载压力（kPa）；uP——上部抛弃物产生的荷载（kPa）；0K——地基承载压力安全系数。其中P由下式确定0P=yh式中y0——排弃物的容重（kN/m3）；h排弃物的堆填高度（m）；当安全系数为1时，P=P0K=y0hK=17.1xhx1=11912h=696.6m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:台阶顺序一二三四五台阶高度1525252525二、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H=104KegLn2（45。+盹nta叫—1]2y2J式中H2一排土场的极限堆置高度（m）。H=10-4"叫Ln2（45。+里卜tan—1]2y2J

e3.14xtan27.8—1^10-4x3.14x71.2x1000xcot27.8L,丫。27.8)=*tan2(45°+1.832J=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。e3.14xtan27.8—1^1.83三、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：由坡脚E向下引垂线并截取边坡高度H得F点。自F点向右引水平线并量取4.5H得M点。连接坡脚E和坡顶S，求ES的斜度i=1:2，根据i由表查得a=25、p=35的角值。自E点引与ES成角a的直线，又由S点引与水平线成角P的直线，两直线交于O点。连接M与0,并向左上方延长，即得辅助线，O点即为滑动圆弧的圆心。辅助线角值表边坡斜度i边坡斜度i边坡倾角。1:0.563.431:1.0451:1.533.691:2.026.561:3.018.431:4.014.03a62940283726352535253525362、滑动面的确定以O为圆心，R(191m<R<397m)为半径做圆，与排土场剖面交于n个滑动面，通过作图可知，如图所示的三个剖面为最可能发生滑动的危险滑动面。下面可通过条分法来确定最危险的滑动面。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计算模型滑动面1-1计算模型计算各土条滑动面中点与圆心的连线同竖直线的夹角［值，可按下式计算:由此可求0=7o,0=1o,0=5。,0=11o,0=17o,0=23。，0=29。，0=36。,12345678第i块土条上的滑动力矩Ms和稳定力矩M了分别为:M=TR=WRsin0.M=tlR=Wcos0tan甲+cl)R

rflllllll式中W——第i块土条的重力;lR——圆弧半径;七——第i块土条的内摩擦角，由于该排土场的排弃物可以看做均质的，因此内摩擦角为固定值;c——第i块土条的粘聚力，由于该排土场的排弃物可以看做均质的，因此内摩擦角为固定值。其中，各土条的重力分别为9720kN、10260kN、19800kN、34920kN、45360kN、43200kN、32400kN、36720kN、34560kN、19440kN则，整个滑动土体的滑动力矩=R^Wsin0l=1=R(9720xsin7+10260xsin1+...+34560xsin43-1944xsin52)=116074R整个土体的抗滑力矩M=R尝Wcos0l=1tan中+cl)lM=R尝Wcos0l=1tan中+cl)lIIIM-Rtan甲另10Wcos0+cLl=1

式中L整个滑动面的弧长L=-64x2兀R=-64x2x3.14x119=132m360360\+cLJ=Rtan甲如Wcos0"i=1\+15.8x132J=R「tan25.6尝Wcos9\+cLJ\+15.8x132J"i=1=143331R则该滑动面的安全系数K=M=143331R=1.231M116074Rs(2)滑动面2-2的计算将2-2滑动块分成若干竖向头条，土条宽度b=0.1R=13m滑动面2-2计算模型计算各土条滑动面中点与圆心的连线同竖直线的夹角9值，可按下式计算：isin9,=%由此可求9=7o，9=2o，9=4o，9=10°，9=15°，9=21°，9=28。，9=34。，12345678

0=41。，0=49。第i块土条上的滑动力矩M,和稳定力矩Mr分别为：M=TR=WRsin0.M=tlR=Wcos0tan甲+cl)R

rf..iiiii式中W——第i块土条的重力；iR——圆弧半径；七——第i块土条的内摩擦角，由于该排土场的排弃物可以看做均质的，因此内摩擦角为固定值；c——第i块土条的粘聚力，由于该排土场的排弃物可以看做均质的，因此内摩擦角为固定值。其中，各土条的重力分别为5184kN、5708kN、5850kN、6084kN、6176kN、6270kN、6410kN、6504kN、7020kN、6130kN则，整个滑动土体的滑动力矩M=R*Wsin0i=1=R(5184xsin7+5708xsin2+...+7020xsin41-6130xsin49)=22020.6R整个土体的抗滑力矩M=R尝Wcos0i=1tan中+cl)iM=R尝Wcos0i=1tan中+cl)iiii因为该排土场的排弃物可以看做均质的所以平.=甲，c=c。上式则简化为:I.1ii)i=1M=Rtan甲另10Wcos0+cL式中L整个滑动面的弧长L=匹x2兀R=虫x2x3.14x132=87.5m360360

M=R「tan甲如WcosO+cLii=1=R.an25.6理WcosOI.1ii)i=1M=R「tan甲如WcosO+cLii=1I"')i=1=27629.6R则该滑动面