Моделирование устойчивости ограждающих сооружений золоотвала
Автор: Бесимбаева О.Г., Хмырова Е.Н., Олейникова Е.А., Касымжанова А.Е.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика
Статья в выпуске: 4 т.8, 2023 года.
Бесплатный доступ
Складирование золошлаковых материалов, удаляемых из котельных помещений ТЭЦ «Теплоэлектроцентраль» при помощи гидротранспорта, производится в золоотвалы: специально организованные участки местности, по границам которых, в зависимости от рельефа, возводятся ограждающие дамбы либо по всему периметру золоотвала, либо только на отдельных пониженных участках. Ограждающие дамбы гидротехнических сооружений должны обладать устойчивостью всего сооружения на сдвиг; устойчивостью откосов на оползание; фильтрационной прочностью грунта тела сооружения; надежностью защиты откосов от возможных разрушений в результате действия атмосферных осадков, а также от волнового воздействия воды (в пределах отстойного пруда); достаточным превышением гребня дамбы над уровнем воды пруда и т.д. Основное внимание в исследовании сконцентрировано на вопросах проектирования ограждающих сооружений золошлаковых материалов, удаляемых из котельных помещений Карагандинской ТЭЦ при помощи гидротранспорта. При проектировании золоотвала решаются многие задачи, в том числе определяются местоположение, конструктивные особенности и тип ограждающих сооружений, площадь зеркала и объем складируемых хвостов, прочность сооружений ограждающих дамб и т.д. С целью оценки состояния проектируемого золоотвала выполнен анализ устойчивости откосов ограждающей дамбы для различных сочетаний нагрузок, условий возможной обводненности дамбы, наличия «геомембраны» и порового давления. Расчетная программа, основанная на методе конечных элементов, позволяет моделировать состояние массива в соответствии с прочностными и деформационными характеристиками насыпных грунтов тела дамбы и грунтов пород основания. Коэффициент устойчивости внешних откосов гидротехнических сооружений определяется с учетом класса и конструкции сооружения, типа основания, ответственности расчетного технологического этапа и других факторов исходя из условий, обеспечивающих предупреждение наступления предельных состояний. На основании анализа геологического строения основания проектируемого гидротехнического сооружения выбраны наиболее ответственные и характерные поперечные расчетные сечения по периметру ограждающих дамб золоотвала. Согласно выполненным расчетам внешние откосы дамбы по линиям скважин № 373-19, № 381-19, которые являются характерными практически по всей длине ограждающей дамбы, являются устойчивыми для разных сочетаний нагрузок.
Карагандинская тэц, золоотвал, дамба, конструкция, откосы, устойчивость, моделирование, грунт, метод конечных элементов, нагрузка, коэффициент запаса, кривая депрессии, градиент напора
Короткий адрес: https://sciup.org/140303188
IDR: 140303188 | DOI: 10.17073/2500-0632-2022-11-30
Список литературы Моделирование устойчивости ограждающих сооружений золоотвала
- Чугаев Р. Р. Гидротехнические сооружения. М.: Агропромиздат; 1985. 318 с.
- Чугаев Р. Р. Земляные гидротехнические сооружения. Л.: Энергия; 1967. 460 с.
- Костюков Е. В., Простов С. М., Бахаева С. П. Прогноз устойчивости ограждающих дамб гидротехнических сооружений на основе геоэлектрического контроля их состояния. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2004;(2):14–18. URL: https://vestnik.kuzstu.ru/index.php?page=article&id=1637
- Zhang L., Peng M., Chang D., Xu Y., Dam failure mechanisms and risk assessment. John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd.; 2016. https://doi.org/10.1002/9781118558522
- Пантелеев В. Г., Чугаева Г. А., Филиппова Е. А. и др. Состав расчетных случаев при анализе устойчивости откосов грунтовых сооружений различного назначения. Известия ВНИИГ. 1996;231.
- Ashraf M., Soliman A. H., El-Ghorab E., El Zawahry A. Assessment of embankment dams breaching using large scalephysical modeling and statistical methods. Water Science. 2018;32(8):362–379.
- Бахаева С. П., Простов С. М., Костюков Е. В., Серегин Е. А. Комплексная оценка геомеханических процессов в дамбах из грунтовых материалов. Маркшейдерский вестник. 2003;(2):62–66.
- Гальперин А. М., Шафаренко Е. М. Реологические расчеты горнотехнических сооружений. М.: Недра; 1977. 246 с.
- Кибирев В. И., Райлян Г. А., Сазонов Г. Т. и др. Гидравлическое складирование хвостов обогащения. Справочник. М.: Недра; 1991.
- Wahl T. L. Uncertainty of predictions of embankment dam breach parameters. Journal of Hydraulic Engineering. 2004;130(5):389–397. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2004)130:5(389)
- Wu W., Marsooli R., He Z. Depth-averaged two-dimensional model of unsteady flow and sediment transport due to noncohesive embankment break/breaching. Journal of Hydraulic Engineering. 2012;138(6):503–516. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000546
- Wang L., Chen Z., Wang N. et al. Modeling lateral enlargement in dam breaches using slope stability analysis based on circular slip mode. Engineering Geology. 2016;209:70–81. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2016.04.027
- Костюков Е. В. Исследование физического состояния и оценка устойчивости грунтовых дамб гидротехнических сооружений горных предприятий геоэлектрическим методом. [Дисс. канд. техн. наук]. Кемерово; 2005. 147 с.
