Сборник научных трудов ДонГТУ

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
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.
Полный текст