[發明專利]一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法

在審

• 申請號: 202211023706.0
• 申請日: 2022-08-23
• 公開（公告）號: CN115374639A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 李廣賀;呼子桓;陳應顯;王東;王來貴;楊國華;董瑞榮;孫有剛;繆占偉;李運廣;趙廷峰;李新宇
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F17/13;G06F119/14
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，包括：

步驟1：確定露天礦傾斜基底排土場的形態參數及物理力學參數；

步驟2：建立實際露天礦傾斜基底排土場的理論模型；

步驟3：對傾斜基底排土場的理論模型進行區域劃分并計算各區域中排棄物料的自重應力函數；

步驟4：根據排棄物料的自重應力函數計算作用在排土場傾斜基底的法向力的函數表達式；

步驟5：計算排土場周邊地表面任一點A沿基底傾斜方向到微元段dx的距離函數；

步驟6：基于半無限空間彈性地基理論，運用微積分原理，計算出各區域對排土場周邊地表到排土場坡腳處水平距離為b的A點產生的法向變形量；

步驟7：通過疊加各區域對排土場周邊地表任一點A產生的法向變形量，得到排土場周邊地表任一點A點的法向變形量；

步驟8：根據三角函數關系，計算傾斜基底排土場周邊地表面任一點A的沉降量函數表達式；

步驟9：對步驟8中函數積分求解，得到傾斜基底排土場周邊表面任一點A的沉降量關于該A點到坡腳的水平距離b的函數關系式；

步驟10：繪制步驟9中關于b的函數表達式代入參數后的函數圖像，根據函數圖像確定傾斜基底排土場周邊地表面任一點A的絕對沉降量。

2.根據權利要求1所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟1中參數包括邊坡角α、高度h、頂寬a、基底傾角θ、排棄物料容重γ、基底彈性模量E₀、泊松比μ₀。

3.根據權利要求2所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟2中理論模型需滿足如下所示的適用條件：

4.根據權利要求3所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟3包括：

步驟3.1：以排土場坡頂點向下做垂線將理論模型分為梯形區域和三角形區域；

步驟3.2：以排土場坡腳處向梯形區域做水平線分別與坡頂點垂線、梯形區域另一邊界延長線交于兩點，記為C、O，以O為坐標原點，以OC方向為X軸正方向，過O點豎直向上為Z軸正方向，取微元段長度為dx，微元段到直角坐標系Z軸的距離為x，分別計算梯形區域排棄物料的自重應力函數表達式P₁(x)、三角形區域排棄物料的自重應力函數表達式P₂(x)；

5.根據權利要求4所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟4具體表述為：

根據公式(3)分別計算梯形區域中作用在排土場傾斜基底的法向力的函數表達式P₁′(x)、三角形區域中作用在排土場傾斜基底的法向力的函數表達式P₂′(x)；

6.根據權利要求5所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟5中距離函數R(x)為：

式中，b為傾斜基底排土場周邊地表任一點A到排土場坡腳的水平距離。

7.根據權利要求6所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟6具體表述為：

根據公式(5)分別計算梯形區域對排土場周邊地表到排土場坡腳處水平距離為b的A點產生的法向變形量w₁(x)、三角形區域對排土場周邊地表到排土場坡腳處水平距離為b的A點產生的法向變形量w₂(x)；

8.根據權利要求7所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟7中排土場周邊地表任一點A點的法向變形量w(x)為：

9.根據權利要求8所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟8中傾斜基底排土場周邊地表面任一點A的沉降量函數表達式w′(x)為：

10.根據權利要求9所述的一種傾斜基底排土場周邊地表沉降定量確定方法，其特征在于，所述步驟9中傾斜基底排土場周邊表面任一點A的沉降量關于該A點到坡腳的水平距離b的函數關系式w′(b)為：