Статья

Наименование	Исследование напряженно-деформированного состояния гидронакопителя при образовании зоны деконсолидации грунта
Авторы	Палейчук Н. Н., к. т. н., доц. Рыжикова О. А., асп.
Раздел	Строительство
Год	2014	Выпуск	42	Страницы	128 - 134
УДК	622.011.4+624.1			EDN
Аннотация	Приведены результаты численных исследований напряженно-деформированного состояния тела дамбы и основания гидронакопителя в условиях образования локального участка деконсолидированного грунта и канала гидроразрыва. При помощи метода конечных элементов обосновано применение глиноцементного раствора в соответствующих инженерно-геологических условиях для тампонажа разуплотненной зоны грунта.
Реферат	Цель. Обоснование применения глиноцементного тампонажного раствора с соответствующими деформационно-прочностными характеристиками при закреплении деконсолидированной зоны грунта путем исследования напряженно-деформированного состояния тела дамбы и основания гидронакопителя. Методика. Разработана аналитическая модель, позволяющая поэтапно описать процесс деконсолидации локального участка грунтового массива в теле дамбы гидронакопителя. Смоделированы основные состояния тела дамбы: исходное, начальная стадия разуплотнения, начальный этап фильтрации через дамбу (развитие деконсолидированной зоны), образование в разуплотненной зоне канала гидроразрыва и закрепление глиноцементным раствором. Выполнен анализ напряженного состояния гидронакопителя на примере распределения эквивалентных напряжений. Результаты. Проанализированы причины аварийного состояния грунтовых дамб гидронакопителей. В качестве способа закрепления неустойчивого грунтового участка предложен тампонаж глиноцементным раствором с заданными деформационно-прочностными характеристиками. Разработана численная модель гидронакопителя и конфигурации состояния тела дамбы. Показаны основные этапы моделирования тела дамбы при образовании и развитии деконсолидированной зоны. Для различных конфигураций модели выполнен анализ напряженного состояния грунтового гидронакопителя. Обосновано применение тампонажа и проанализирована эффективность применения глиноцементного раствора в качестве тампонажного материала для повышения устойчивости и ликвидации аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях угольной и рудной промышленностей. Научная новизна. Научная новизна состоит в совершенствовании методики моделирования и установлении закономерностей распределения напряжений в процессе образования и развития зоны разуплотнения грунтового массива с использованием метода конечных элементов. Практическая значимость. Обоснованы деформационно-прочностные характеристики глиноцементного раствора, тампонаж которого в зону деконсолидации грунтового массива тела дамбы гидронакопителя позволяет снизить напряжения более чем на 30% по сравнению с исходным состоянием и повысить надежность эксплуатации гидротехнического сооружения.
Ключевые слова	гидронакопитель, дамба, зона деконсолидации, напряженно-деформированное состояние, глиноцементный раствор, тампонаж.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Костюков Е. В. Исследование физического состояния и оценка устойчивости грунтовых дамб гидротехнических сооружений горных предприятий геоэлектрическим методом: дис. канд. техн. наук: 25.00.16 / Е. В. Костюков. — Кемерово, 2005. — 147с. 2. Бахаева С. П. Оценка состояния и прогноз устойчивости техногенных грунтовых массивов угольных разрезов на основе комплексного мониторинга: автореф. дис. на соискание научной степени канд. техн. наук: спец. 25.00.16 «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр» / С. П. Бахаева. — Кемерово, 2008. — 17с. 3. Кирияк К. К. Моделирование оползневого склона методом конечных элементов / К. К. Ки-рияк // сб. науч. тр. Донбасского государственного технического университета.— Алчевск: ДонГТУ, 2011. — Вып. 35. — C. 257–266. 4. Новые технические решения при строительстве выработок, тампонаже и закреплении горных пород: монография / [под общ. ред. Должикова П. Н., Рябичева В. Д.]. — Донецк: НордПресс, 2006. — 256с. 5. Должиков П. Н. Аналитические исследования параметров зон разуплотнения и процессов их заполнения / П. Н. Должиков, А. А. Шубин // Гірничодобувна промисловість України і Польщі: Актуальні проблеми і перспективи: Матеріали Українско-Польського форуму гірників — 2004 (Ялта, Крим, 13–19 вересня 2004). — Дніпропетровськ: НГУ, 2004. — С. 195–201. 6. Александров А. М. Задачи механики сплошных сред со смешанными граничными условиями / А. М. Александров, Е. В. Коваленко. — М.: Наука, 1986. — 336с. 7. Должиков П. Н. Устойчивость выработок в интенсивно трещиноватых породах глубоких шахт: монография / П. Н. Должиков, А. Э. Кипко, Н. Н. Палейчук. — Донецк: Світ книги, 2012. — 220с.
Полный текст