ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ПОТОКА В ЗОНЕ ПРОТАИВАЮЩИХ ГРУНТОВ Шекеев К.Р.

Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова


Номер: 1-1
Год: 2017
Страницы: 30-33
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Приводятся фильтрационные расчеты в зоне талого грунта под основанием тела плотины при различных предположениях уровня воды в пруде.

Текст научной статьи

1. Физическое описание задачи. Хвостохранилище расположено в зоне вечной мерзлоты на уровне 3800 м., где среднегодовая температура составляет -7,6°С. По многолетним климатическим данным период с мая по сентябрь является теплым сезоном. Под влиянием многих факторов, как температура воздуха, скорость приземного ветра, солнечная радиация происходит оттаивание вечной мерзлоты и доходит до глубины 1,7м. - 2,5м. (по данным наблюдения). Высоту плотины предполагается довести до 40 м. с заложением откосов 1:3. Тело плотины будет состоять из местного материала с определенным грансоставом, отвечающим требованиям СНИПа. Верхний бьеф плотины и основание хвостохранилища будет покрыто водонепроницаемой пленкой, что предотвратит фильтрацию через тело плотины. Кроме того, вечная мерзлота также является водонепроницаемым материалом. Поэтому целесообразно тело плотины поддерживать в мерзлом состоянии, что будет предотвращать фильтрацию через тело и способствовать обеспечению устойчивости плотины. Для наблюдения за температурным и фильтрационным режимом тела плотины, в теле будут заложены сеть термисторов и пьезометров, по которым будет проводиться мониторинг. В зоне талого грунта, глубина которой как уже выше отмечено, в теплосезонный период равна от дневной поверхности 1,7 м -2,5 м., возможна фильтрация чистой воды, образованной таянием снега, льдов, содержащихся в грунтах, как по местности, так и по телу плотины, граничащих с атмосферой. Фильтрация возможна в зоне талого грунта, образованной под влиянием плюсовой температуры воды в пруде. С течением времени ближе к концу срока эксплуатации фабрики хвостохранилище наполняется отходами в виде пульпы, который хорошо кальматирует поры почвы поверхностного слоя и постепенно поднимается над дневной поверхностью, создавая хорошее сопротивление фильтрации. Это ограничивает возможность фильтрации под основанием хвостохранилища. 2. Гидрогеологическое описание основания хвостохранилища. Котлован покрыт сверху почвенно-растительным слоем мощностью 15-20 см., ниже следуют суглинки различного механического состава мощностью 20-50 см. Вдоль линии дамбы поверхностный слой представлен глинисто-илистым слоем толщиной от 0,4м. до 1,5м. Вдоль восточной части исследованной линии поверхностный слой подстилается гляциоозерным илом с большим содержанием льда и некоторым содержанием песка или гравия на глубине от 4м. и до 10м. 3. Фильтрационный расчет В основном фильтрационный процесс формируется в зоне талого грунта, образованной под влиянием положительной температуры пульпы и воды дна пруда хвостохранилища. Расчеты многолетнего протаивания вечной мерзлоты основания хвостохранилища, под влиянием положительной температуры воды и пульпы в пруде показали [ 2 ], что если будем предполагать глубину воды в пруде постоянной (18м.) в течении 6-7 лет (в начале эксплуатации) с температурой воды дна изменяющейся в пределах от +4° С до +60 С , то предельная зона протаивания (т.е. на дальнейшее протаивание не влияет температура пруда) может доходить до 26 м. от дневной поверхности, а в дальнейшем (к концу эксплуатации) зона протаивания будет уменьшаться, приближаясь к дневной поверхности т.к. непрерывное наращивание отложения пульпы, приводить удалению источника тепла (температура воды дна пруда) от дневной поверхности. В действительности, как показывает мониторинг хвостохранилища, уровень воды в пруде изменяется от максимального до нулевого уровня с определенной периодичностью в связи с откачкой воды. В таких случаях температурный режим будет отличаться от предыдущего и почти будет идентичной сезонно талому режиму с определенным периодом. Расчеты при тех же предположениях показывают, что в течении года (12 месяцев) протаивание может доходить до 6 м [ 2 ]. Таблица 1 Величина единичного фильтрационного расхода при разной глубине талой зоны под основанием хвостохранилища Глубина зоны талого грунта 6,6 м. Уровень воды(м.) 18 10 5 Расход Q(м2/сут) 0,156 0,088 0,044 Глубина зоны талого грунта 12 м. Уровень воды(м.) 18 10 5 Расход Q(м2/сут) 0,309 0,174 0,087 Исходя из вышеизложенного, произведены фильтрационные расчеты в двух вариантах, когда глубина протаивания под основанием хвостохранилища достигает 6м. и когда 12 м. при различных предположениях уровня воды в пруде. Значения коэффициентов фильтрации под основанием тела плотины принимались согласно гидротехнического описания основания хвостохранилища и по данным литератур [1,3]. В табл.1 приведены величины фильтрационного расхода, соответствующие профильному сечению и градиенту напора в зависимости от изменения уровня воды в пруде и от глубины зоны таяния вечной мерзлоты. На рис. 1,2 показаны поля напоров, соответствующие различным вариантам уровня воды в пруде. Затененная область (рис.1) представляет область, заполненную пульпой (отходами). Как видно из рисунка уменьшение глубины воды в пруде приводит к уменьшению градиента напора и величины единичного фильтрационного расхода под основанием тела плотины. Длина плотины считается примерно равным 300 м. Рис. 1. Зона талого грунта под основанием хвостохранилища плотины h = 6,6 м. Рис. 2. Зона талого грунта под основанием хвостохранилища плотины h = 12 м

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.