(19)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 202211023706.0 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 辽宁工程技术大学 地址 123000 辽宁省阜新市细河区中华路 47号 (72)发明人 李广贺　呼子桓　陈应显　王东　 王来贵　杨国华　董瑞荣　孙有刚　 缪占伟　李运广　赵廷峰　李新宇　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李在川 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 17/13(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确 定方法 (57)摘要 本发明提供一种倾斜基底排土场周边地表 沉降定量确定方法， 包括建立实际露天矿倾斜基 底排土场的理论模型， 对倾斜基底 排土场的理论 模型进行区域划分并计算各区域中排弃物料的 自重应力函数， 然后计算出各区域对排土场周边 地表到排土场坡脚处某一点产生的法向变形量 和沉降量， 最后通过绘制沉降量函数图像确定倾 斜基底排土场周边地表面任一点的绝对沉降量。 本发明可以得到倾斜基底排土场周边地表的绝 对变形， 并且计算出倾斜基底 排土场周边地表沉 降量， 有效避免对排土场周边结构建筑物和设施 造严重影响， 在一定程度上保证排土场的稳定 性， 避免因排土场周边地表沉降而引起矿山安全 事故的发生， 保证矿山的正常运营。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 115374639 A 2022.11.22 CN 115374639 A 1.一种倾 斜基底排土场周边 地表沉降定量确定方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1： 确定露天矿倾 斜基底排土场的形态参数及物理力学参数； 步骤2： 建立实际露天矿倾 斜基底排土场的理论模型； 步骤3： 对倾斜基底排土场的理论模型进行区域划分并计算各区域中排弃物料的自重 应力函数； 步骤4： 根据排弃物料的自重应力函数计算作用 在排土场倾斜基底的法向力的函数表 达式； 步骤5： 计算 排土场周边 地表面任一 点A沿基底倾 斜方向到微元 段dx的距离函数； 步骤6： 基于半无限空间弹性地基理论， 运用微积分原理， 计算出各区域对排土场周边 地表到排土场坡脚处水平 距离为b的A点产生的法向变形量； 步骤7： 通过叠加各区域对排土场周边地表任一点A产生的法向变形量， 得到排土场周 边地表任一 点A点的法向变形量； 步骤8： 根据三角函数关系， 计算倾斜基底排土场周边地表面任一点A的沉降量函数表 达式； 步骤9： 对步骤8中函数积分求解， 得到倾斜基底排土场周边表面任一点A的沉降量关于 该A点到坡脚的水平 距离b的函数关系式； 步骤10： 绘制步骤9中关于b的函数表达式代入参数后的函数图像， 根据函数图像确定 倾斜基底排土场周边 地表面任一 点A的绝对沉降量。 2.根据权利要求1所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤1 中参数包括边坡角 α、 高度h、 顶宽a、 基底 倾角 θ、 排弃物料容重γ、 基底弹性模 量E0、 泊松比μ0。 3.根据权利要求2所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤2中理论模型需满足如下 所示的适用条件： 4.根据权利要求3所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤3包括： 步骤3.1： 以排土场坡顶点向下做 垂线将理论模型分为梯形区域和三角形区域； 步骤3.2： 以排土场坡脚处向梯形区域做水平线分别与坡顶点垂线、 梯形区域另一边界 延长线交于两点， 记 为C、 O， 以O为坐标原点， 以OC方向为X轴正方向， 过O点竖直向上为Z轴正 方向， 取微元段长度为dx， 微元段到直角坐标系Z轴的距离为x， 分别计算梯形区域排弃物料 的自重应力函数表达式P1(x)、 三角形区域 排弃物料的自重应力函数表达式P2(x)； 5.根据权利要求4所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤4具体表述 为： 根据公式(3)分别计算梯形区域中作用在排土场倾斜基底的法向力的函数表达式P1′权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115374639 A 2(x)、 三角形区域中作用在排土场倾 斜基底的法向力的函数表达式P2′(x)； 6.根据权利要求5所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤5中距离函数R(x)为： 式中， b为倾斜基底排土场周边 地表任一 点A到排土场坡脚的水平 距离。 7.根据权利要求6所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤6具体表述 为： 根据公式(5)分别计算梯形区域对排土场周边地表到排土场坡脚处水平距离为b的A点 产生的法向变形量w1(x)、 三角形区域对排土场周边地表到排土场坡脚处水平距离为b的A 点产生的法向变形量 w2(x)； 8.根据权利要求7所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤7中排土场周边 地表任一 点A点的法向变形量 w(x)为： 9.根据权利要求8所述的一种倾斜基底排土场周边地表沉降定量确定方法， 其特征在 于， 所述步骤8中倾 斜基底排土场周边 地表面任一 点A的沉降量 函数表达式w ′(x)为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115374639 A 3