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某高台阶排土场基底承载力与极限堆高分析
Abstract
排土场基底承载力和极限堆高是土力学中比较重要的问题，本文着重探讨了某高台阶排土场的基底承载力问题以及堆高限制问题。本文采用现场调查和理论分析相结合的方式对土壤的物理和力学性质进行了研究，得到了以下结论：排土场基底承载力主要受到土壤固结、孔隙水压力以及地基土的类型等多种因素的影响，因此需要进行详细的现场调查和力学分析；排土场的极限堆高主要取决于土壤的强度、压密指数以及堆积方式等因素，其中土壤的强度是最重要的控制因素。本文的研究结果可以为实际工程中的排土场设计和施工提供一定的参考。
Keywords：排土场；基底承载力；极限堆高；强度；压密指数。
1.Introduction
土力学是土木工程中的一门重要学科，涉及到土壤的组分、结构、力学性质、变形规律以及与环境的相互作用等方面。排土场是土力学中的一个重要问题，影响到土地利用、环境保护、建筑工程等多个领域。
排土场是指在土体中开挖一定深度的土坑或基坑，将挖出的土方进行堆积或运输处理的场地。在排土场的设计和规划中，需要考虑到排土场基底的承载力问题以及堆积土方的极限堆高。基底承载力是指排土场基底土体所能承受的最大应力，是排土场承载能力的基础。而极限堆高是指在一定的土壤强度、压密指数等条件下，土方堆积的最大高度。
本文以某高台阶排土场为例，采用现场调查和理论分析相结合的方法，对排土场基底承载力和极限堆高问题进行研究探讨。
2.SiteInvestigation
2.1SiteLocationandGeology
该排土场位于某高台阶上，地面相对平坦，海拔高度约为35m。按照现场勘察和探测结果分析，该区域的地层由下至上依次为：第四系黄土层、中生代红层和新第三纪松散层。其中，第四系黄土层是本区域的主要地层，属于优质壤土。
2.2SoilProperties
现场调查和室内实验结果表明，第四系黄土层的物理和力学性质如下：
（1）黄土层颜色暗红色或灰褐色，具有较高的干密度和含水率。
（2）黄土层本身较坚硬，抗剪强度较高，但易于固结和收缩。
（3）黄土层中有较多的裂隙和空隙，孔隙率较高。
（4）黄土层的压密指数较大，可达到0.8以上。
3.BearingCapacityoftheSoil
基底承载力是排土场施工过程中的一个重要问题，直接关系到排土场的稳定性和持久性。
3.1AnalysisofStressDistribution
在排土场堆积土方的过程中，要先考虑基底土体的承载能力。从静力作用原理来看，土体的承载能力主要取决于土体的内聚力、摩擦角、黏聚力等因素。针对该排土场所处的地层条件和土壤性质，出现排土场的基底土体受到挖掘和土方压实等多种因素的影响，产生了不同的应力和压缩变形。
根据附加荷载的分类，排土场基底承载力分为单荷载和极限荷载两种情况。在实际工程设计中，普遍采用谷田式土压缩面分析法（G.Terzaghi，1943）进行分析。
3.2CalculationofBearingCapacity
首先，根据现场采集的土样和实验检测结果，可以确定排土场基底土体的物理、力学性质和土壤参数。然后，在考虑纵向荷载的同时，根据不同地段的荷载值和土压力系数来计算排土场的基底承载力和相关指标。
在单侧荷载情况下，排土场基底承载力P的计算公式如下：
P=cNc+qNq+0.5γBNγ
其中，c表示土体的内聚力，Nc为承载力系数，q表示地表荷载，Nq为承载力系数，B为排土场宽度，γ表示土重，Nγ为承载力系数。
在极限荷载情况下，排土场基底承载力P的计算公式为：
P=Su*B/F
其中，Su为基底土体的剪切强度，F为安全系数。
4.LimitingHeightoftheSoil
排土场的极限堆高是排土场设计和规划中的重要问题。在排土场的规划和施工过程中，必须要考虑到土方堆积的压实和稳定性等因素，以避免堆积土方高度过高引发安全隐患和不稳定性问题。
4.1AnalysisofStability
排土场的稳定性主要受到以下几个因素的影响：土壤的强度、压密指数、堆积方式、土层结构和水分等。在排土场的设计和规划过程中，要根据实际需求和条件，合理安排土方堆积的高度、方向和坡度，注意土方堆积过程中的固结和压实问题，确保排土场的稳定和安全。
4.2CalculationofLimitingHeight
排土场的极限堆高计算公式如下：
Hmax=(Su/γ)*(1-sinθ)/sinθ
其中，Su为基底土壤的剪切强度，γ为土的单位重量，θ为土坡的稳定坡度。
5.Conclusion
本文主要针对某高台阶排土场的基底承载力和极限堆高问题展开了研究和分析。通过现场调查和理论分析相结合的方式，对土壤的物理和力学性质进行了深入探讨，并提出了相应的计算方法和计算公式。
实际工程中的排