(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111420689.X (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 内蒙古平西白音华煤业有限公司 地址 026200 内蒙古自治区锡林郭勒盟西 乌珠穆沁 旗巴彦华镇白音华一号露天 煤矿 (72)发明人 李春林　广雪山　王亚男　孙广雨　 夏冬　曹立峰　宋磊　王文松　 姜聚宇　杨慧雯　路烨　贾兰　 高世松　蔡雪婷　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 代理人 李在川 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承 载力确定方法 (57)摘要 本发明提供一种基于改进普朗特尔公式的 内排土场基底承 载力确定方法， 属于露天开采技 术领域， 利用普朗特尔地基极限承 载力公式计算 不考虑排土场侧面三角 坡体重力荷载时竖直边 坡地基达到的极限排高H90； 建立滑动力矩增 量、 抗滑力矩增量与排土场高度达到极限排高H90后 的高度增量的函数关系， 根据两条关系曲线的位 置关系确定土场的无限排高量； 本发 明根据改进 普朗特尔计算公 式， 确定了软弱基底岩层厚度对 排土场排弃边坡角度和极限排高的影 响， 弥补了 工程上对软弱基底排土场设计与稳定性研究方 面的不足， 该方法在考虑基底岩层厚度的基础上 从排弃边坡角度确定排土场极限堆高， 可有效避 免因基底承载力不足造成的排土场失稳。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114091162 A 2022.02.25 CN 114091162 A 1.一种基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确定方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1： 利用普朗特尔地基极限承载力公式计算不考虑排土场侧面三角坡体重力荷载 时竖直边坡地基达 到的极限排高H90； 步骤2： 建立滑动力矩增量 △MH与排土场高度达到H90后的高度增量 △H的函数关系 △MH‑ △H； 步骤3： 建立侧面三角坡体重力载荷产生的抗滑力矩增量ΔMK与排土场 高度达到H90后 的高度增量 △H的函数关系 △MK‑△H； 步骤4： 在不 同边坡角 度下， 分别绘制的 △MH‑ΔH表征的关系曲线L1以及△MK‑△H表征 的关系曲线L2， 根据两条关系曲线的位置关系确定 土场的无限排高量。 2.根据权利要求1所述的一种基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确定方 法， 其特征在于， 所述步骤2建立滑动力矩增量 △MH与排土场高度达到H90后的高度增量 △H 的函数关系 △MH‑△H表示为： 式中， b为基底宽度； D为软弱基底岩层厚度值； △H为排土场高度达到H90后的高度增量； 为基底土体的内摩擦角； c为基底土体的内聚力。 3.根据权利要求1所述的一种基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确定方 法， 其特征在于， 所述步骤3建立侧面三角坡体重力载荷产生的抗滑力 矩增量△MK与排土场 高度达到H90后的高度增量 △H的函数关系 △MK‑△H表示为： 当 时： 当 时： 式中， β 为排土场边坡角； 为滑动面AI的距离 长度； γ1为基底土的容重 。 4.根据权利要求1所述的一种基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确定方 法， 其特征在于， 所述步骤4根据两条关系曲线的位置关系确定土场的无限排高量表示为： 对于任意排土场边坡角β， 如果曲线L1与L2相交， 则交点对应的 △H与H90之和即为当前排土 场边坡角β 对应的排土场极限排高值； 如果曲线L1与L2相切， 则切点对应的 △H与H90之和即 为当前排土场边坡角β 对应的排土场极限排高值； 如果曲线L1与L2无交点， 则说明排土场可 无限排高。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114091162 A 2基于改进普朗特尔 公式的内排土场基底 承载力确定方 法 技术领域 [0001]本发明属于露天开采技术领域， 具体涉及 一种基于改进普朗特尔公式的内排土场 基底承载力确定方法。 背景技术 [0002]排土场稳定性是露天矿能否正常生产的关键因素之一， 作为地质作用和人工堆填 的共同产 物， 其边坡稳定性主要受到基底力学性质、 边坡形态以及排弃物性质影响。 基底力 学性质作为内在影响因素， 无法人为改变， 尤其是软弱基底， 承载力较小， 在散体物料压力 的作用下可能导致排土场沿基底软弱地层滑动， 进一步引起排土场滑塌， 形成牵引式滑坡。 截止目前有多家 排土场都因基底承载力不足发生过大规模滑坡或底鼓， 严重威胁露天矿的 安全和持续作业， 因此有必要对排土场基底承载力进行科学系统的研究， 从而确保排土场 的安全稳定 。 [0003]软弱基底岩层厚度是影响基底承载力的重要因素， 也是影响排土场排弃边坡角和 极限排高的内在因素， 因此在考虑基底岩层厚度的条件下计算基底承载力显的尤为重要。 改进普朗特尔公式是计算基底承载力的重要方法， 因考虑了排土场自身受力特点和载荷分 布情况， 常被用来计算排土场基底承载力， 但未曾考虑基底岩层厚度对基底承载力的影响， 因此在考虑基底岩层厚度的基础上应用该 方法计算基底承载力显的尤为重要。 发明内容 [0004]基于上述问题， 本发明提出一种基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确 定方法， 包括： [0005]步骤1： 利用普朗特尔地基极限承载力公式计算不考虑排土场侧面三角坡体重力 荷载时竖直 边坡地基达 到的极限排高H90； [0006]步骤2： 建立滑动力矩增量ΔMH与排土场高度达到H90后的高度增量ΔH的函数关系 ΔMH‑ΔH； [0007]步骤3： 建立侧面三角坡体重力载荷产生的抗滑力矩增量ΔMK与排土场高度达到 H90后的高度增量Δ H的函数关系Δ MK‑ΔH； [0008]步骤4： 在不同边坡角度下， 分别 绘制的ΔMH‑ΔH表征的关系曲线L1以及ΔMK‑ΔH 表征的关系曲线L2， 根据两条关系曲线的位置关系确定 土场的无限排高量。 [0009]所述步骤2建立滑动力矩增量ΔMH与排土场高度达到H90后的高度增量ΔH的函数 关系ΔMH‑ΔH表示为： [0010] [0011] 说　明　书 1/5 页 3 CN 114091162 A 3