МЕХАНИЗМЫ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НА НАДЕЖНОСТЬ НАСЫПНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Аннотация

Локальные нарушения фильтрационной устойчивости и фильтрационные ходы оказывают значительное влияние на устойчивость насыпных гидротехнических сооружений (ГТС), аварии на которых приводят к прекращению деятельности всего горнорудного предприятия, а также к значительному экономическому, экологическому и социальному ущербу. Локальные протечки являются причиной 31 % аварий на ГТС. В связи с этим статья посвящена рассмотрению механизмов негативного влияния таких нарушений на надежность насыпных ГТС. Локальное нарушение фильтрационной устойчивости приводит к суффозионному выносу материала сооружения. В результате в теле ГТС образуются полости, которые, достигая критических размеров, приводят к разрушению всего сооружения или отдельных его частей. Также локальные нарушения приводят к перераспределению фильтрующихся в теле сооружения вод, которые характеризуются положением депрессионной кривой. В результате перераспределения фильтрующихся вод происходит непрогнозируемое изменение депрессионной кривой, что оказывает существенное влияние на геометрию кривой скольжения и соотношение удерживающих и сдвигающих сил, действующих для данной кривой. В результате такое перераспределение приводит к нарушению баланса сил и разрушению отдельных элементов или всего сооружения. Кроме влияния на фильтрующиеся воды, фильтрационный ход также является структурной неоднородностью в теле ГТС. В связи с этим он оказывает значительное влияние на устойчивость элементов сооружения, которые подсекает. Кроме того, фильтрационный ход влияет на устойчивость сооружения, так как является каналом передачи гидростатического давления от ограждаемого прудка к основанию сооружения. В результате возникает сила, действующая на ГТС в районе его основания и направленная вертикально. Данная сила может привести к разрушению сооружения или отдельных его элементов. Особую опасность представляют случаи применения у основания сооружения каких-либо методов противофильтрационной защиты, так как в данном случае происходит концентрация гидростатического давления на небольших участках основания ГТС. Данный механизм не только влияет на устойчивость сооружения, но и делает опасным применение многих методов противофильтрационной защиты ГТС.