МЕХАНИЗМЫ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НА НАДЕЖНОСТЬ НАСЫПНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
Authors: Дмитрий Анатольевич Максимов 
Published: December 2024

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.

The local disturbances of filtration stability and filtration paths have a significant impact on the stability of ground hydrotechnical facilities, where accidents lead to the entire cessation of mining enterprise activity, as well as to significant economic, environmental and social damage. Local leakages are a cause of 31% of accidents on hydrotechnical facilities. In this regard, the article considers the negative impact mechanisms of such disturbances on the reliability of made ground hydrotechnical facilities. A local disturbance in filtration stability leads to a suffosion removal of facility material. As a result, in a hydrotechnical facility body cavities are formed, which reach critical dimensions and lead to destruction of an entire facility or its several parts. Local disturbances also lead to redistribution of water filtering in a facility body, which is characterized by the depression curve position. As a result of redistribution, the depression curve changes unpredictably. This has a significant effect on the geometry of the slip curve and the ratio of the holding and shearing forces acting for the curve given. As a result, such redistribution leads to a disruption in the balance of forces and destruction of individual elements or the entire facility. In addition to influencing filtered water, a filtration path is also a structural heterogeneity in the body of the hydrotechnical facility. In this regard, it has a significant impact on the stability of facility elements, which it undercuts. In addition, the filtration path impacts on the stability of a facility as it is a canal for transferring the hydrostatic pressure from an enclosed pond to the facility foundation. As a result, there is a force acting on the hydrotechnical facility near its foundation and vertically directed. This force can lead to the destruction of the facility or some its elements. Particularly dangerous are cases of application of any anti-filtration protection methods at the foundation of the construction, becouse in this case the hydraulic pressure concentrates in small parts of the hydrotechnical facility foundation. This mechanism impacts on the stability of a facility and also makes it dangerous to use many anti-filtration protection methods for a hydrotechnical facility.