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
1
12180cot cot 104-⎥⎦⎤
⎪⎭⎫-⎢⎣⎡ ⎝
⎛+=-ππϕϕγϕπC H
式中 H 1——排土场的堆置高度（m ）； C ——基底岩土的粘结力（Pa ）； φ——基底岩土的内摩擦角（°）； γ——排土场场料的容重（t/m 3）。
γ⨯=8.90.18
1
12180cot cot 104-⎥
⎦⎤
⎪⎭⎫-⎢⎣⎡ ⎝
⎛+=-ππϕϕγϕπC H
1
214.31808.2714.38.27cot 83.18.27cot 10002.7114.3104-⎥⎦⎤⎪⎭⎫-⎢⎣
⎡ ⎝⎛
⨯+⨯⨯⨯⨯=-
=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 。 2、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。
q c r qN cN bN P ++=γ2
1
u
式中 u P ——地基极限承载力（kPa ）；
r N 、c N 、q N ,——地基承载力系数，与土层内摩擦角φ有关，可根据下
表选取（Pa ）；
c ——土的内聚力（kPa ）；
γ、b ——地基的天然重度（kN/m 3）。 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
由基地土层内摩擦角08.27=ϕ查表得：20=r N ，30=c N ，5.17=q N 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.
q c r qN cN bN P ++=γ21
u
=5.17500302.712061.172
1
⨯+⨯+⨯⨯⨯ =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
K P P u 0>
式中 u P ——基地土层极限承载压力（kPa ）； 0P ——上部抛弃物产生的荷载（kPa ）； K ——地基承载压力安全系数。 其中0P 由下式确定
h 00γ=P
式中 0γ——排弃物的容重（3/m kN ）； h ——排弃物的堆填高度（m ）； 当安全系数为1时，
hK 00γ==K P P u
119121h 1.17=⨯⨯= m 6.696h =
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：
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
([]
12
45tan cot 10tan 2
24-⎪⎭
⎫
+︒=
-ϕ
πϕγ
ϕ
πe
C H
式中 H 2——排土场的极限堆置高度（m ）。
([]
12
45tan cot 10tan 2
24-⎪⎭
⎫
+︒=
-ϕ
πϕγ
ϕ
πe
C H
=([]
128.2745tan 83.18.27cot 10002.7114.3108.27tan 14.324--⎪⎭
⎫+︒⨯⨯⨯⨯⨯e
=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 。 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：
① 由坡脚E 向下引垂线并截取边坡高度H 得F 点。 ② 自F 点向右引水平线并量取4.5H 得M 点。
③ 连接坡脚E 和坡顶S ，求ES 的斜度i ＝ 1:2，根据i 由表查得 α=25、 β=35的角值。
④自E 点引与ES 成角α的直线，又由S 点引与水平线成角β的直线，两直线交于O 点。
⑤连接M 与O ，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
2、滑动面的确定
以O为圆心，R（191m3、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
值，可按下式计算：
计算各土条滑动面中点与圆心的连线同竖直线的夹角
i
