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一种层状基底排土场周边地表变形解析方法 

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申请/专利权人:辽宁工程技术大学

摘要:本发明公开了一种层状基底排土场周边地表变形解析方法,包括解析层状弹性基底地表变形;计算层状黏弹性基底排土场周边地表变形。本发明基于层状弹性力学理论,引入拉甫位移函数,结合表面应力边界条件及层间界面连续条件,推导层状弹性排土场周边地表变形解析方法。在此基础上,引入广义开尔文三轴蠕变模型,推导具有流变特性的黏弹性基底排土场周边地表变形解析方法,为排土场作用下周边地表变形规律预计提供了科学手段;由地表变形阈值反推露天矿排土场极限排弃高度,从而指导工程实际,对露天矿绿色、安全、高效的生产有着重要的意义。

主权项:1.一种层状基底排土场周边地表变形解析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:解析层状弹性基底地表变形;当基底为单层时,即当N=1时,由基底内部土层界面连续得CN=C1=0,DN=D1=0,A1=-2μ1,B1=-1,作用在弹性体系表面的圆形均布垂直荷载的荷载集度为q,荷载圆半径为δ,总荷载为πδ2q,圆心与坐标原点重合,零阶汉克尔变换式为设一垂直集中力Q与圆形均布垂直荷载相等,即Q=πδ2q,则当荷载圆半径δ→0取极限时,相当于作用在弹性半空间体表面的垂直集中力Q,因此发生的地表位移uz为 当基底为多层时,由层间接触面位移和应力连续条件以及地表边界条件构建的方程组解得地表变形为 S2:计算层状黏弹性基底排土场周边地表变形;所述步骤2具体包括:S21、基底三轴压缩蠕变试验与构建黏弹性基底本构模型;黏弹性模型由若干个胡克体H和黏滞体N组合而成,黏弹性模型主要有Maxwell模型、Kelvin模型和Break模型;构建2个Kelvin模型串联而成的广义Kelvin模型较为准确的描述软弱黏土层蠕变特性;S22、计算半无限黏弹性基底排土场周边地表变形;S23、计算多层黏弹性基底排土场周边地表变形;通过积分回代求得含全部积分参量Ai、Bi、Ci、Di,从而得到地表变形表达式: 所述步骤S22中,将排土场荷载微分,然后利用逆变换计算任意形状排土场作用下半无限黏弹性基底地表变形。

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