Кольматация пьезометров как индикатор развития фильтрационных нарушений в насыпных гидротехнических сооружениях

Рассмотрен механизм формирования фильтрационного нарушения в теле насыпного гидротехнического сооружения (ГТС) в результате выноса частиц сооружения, происходящего из-за смещения баланса удерживающих и сдвигающих сил, действующих на частицы материала сооружения. Так как частицы, смещенные фильтрующимся потоком, оседают на фильтровой части пьезометров, сделано предположение о том, что кольматация фильтров пьезометров может служить индикатором наличия и развития в теле насыпных ГТС локальных фильтрационных нарушений. Для подтверждения сделанного предположения были проанализированы данные комплексного обследования ограждающих дамб хвостохранилища обогатительной фабрики горнорудного предприятия Мурманской области. В результате рекогносцировочного обследования был обнаружен кольматированный и заиленный пьезометр. Экспресс-налив показал снижение фильтрационного свойства данного пьезометра относительно выбранного эталонного. Георадарные обследования дамбы позволили выявить зоны неоднородности, находящиеся ниже уровня фильтрующихся вод, что дало возможность связать данные неоднородности с фильтрационными процессами в теле сооружения. По данным визуального обследования у подошвы ГТС в створе с кольматированным пьезометром был обнаружен выход фильтрующихся вод, сопровождающийся суффозионным выносом частиц материала сооружения. Кроме развития локального фильтрационного нарушения, суффозионный вынос частиц материала сооружения приводил и к оседанию вымытых частиц на фильтре пьезометра, за чем последовали его кольматация и заиление. Таким образом, видно, что развитие локального фильтрационного нарушения сопровождалось кольматацией фильтра пьезометра. В связи с этим можно рассматривать кольматацию пьезометра как индикатор наличия и развития фильтрационных нарушений в теле насыпного ГТС.

Ключевые слова: гидротехническое сооружение, дамба, кольматация, пьезометр, фильтрация, суффозия, визуальное наблюдение, георадиолокация.
Как процитировать:

Максимов Д. А. Кольматация пьезометров как индикатор развития фильтрационных нарушений в насыпных гидротехнических сооружениях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—1. — С. 270—279. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_51_0_270.

Благодарности:
Номер: 5
Год: 2021
Номера страниц: 270-279
ISBN: 0236-1493
UDK: 626-1/-2:626.134’212
DOI: 10.25018/0236_1493_2021_51_0_270
Дата поступления: 27.01.2021
Дата получения рецензии: 25.03.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.04.2021
Информация об авторах:

Максимов Дмитрий Анатольевич — научный сотрудник, maximoffda@gmail.com, Горный институт — обособленное подразделение Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», Апатиты, Россия.

Контактное лицо:
Список литературы:

1 Dasher E. D. Dams are coming down, but not always by choice: the geography of Texas dams, Dam Failures, and Dam Removals // Texas water journal, Vol. 11, No. 1, 2020. pp. 89—129

2 Adamo N., AI-Ansari N., Sissakian V. K., Laue J. Dam Safety: The Question of Tailings Dams // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, Vol.11, No.1, 2020, pp. 1—26 (DOI: 10.47260/jesge/1111)

3 Ахметов Е.М, Асемов К. М., Жуматаева М. О. Исследование аварий на гидротехнических сооружениях и методы контроля их безопасности // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. № 3. Т. 331. c. 70—83. (DOI: 10.18799/24131830/2020/4/2595)

4 Мельников Н. Н., Калашник А. И., Калашник Н. А., Запорожец Д. В. Применение современных методов для комплексных исследований состояния гидротехнических сооружений региона Баренцева моря // Вестник мурманского государственного технического университета. 2017. № 1—1. Т. 20. c. 13—20 (DOI: 10.21443/1560—9278— 2017—20—1/1—13—20)

5 Azam S., Li Q. Tailings Dam Failures: A Review of the Last One Hundred Years // Geotechnical News. 2010. p. 50—53.

6 Hui L., Haitao M. Application of Ground Penetrating Radar in Dam Body Detection // Procedia Engineering, No. 26, 2011, pp. 1820—1826 (DOI: 10.1016/j.proeng.2011.11.2372)

7 Tomecka-Suchoń S. Ground penetrating radar use in flood prevention // Acta Geophysica, No. 67(3), 2019, pp. 1955—1965 (DOI: 10.1007/s11600—019—00353—8)

8 Anchuela Ó, Frongia P., Di Gregorio F., Casas-Sainz A. Internal characterization of embankment dams using ground penetrating radar (GPR) and thermographic analysis: a case study of the Medau Zirimilis Dam (Sardinia, Italy) // Engineering Geology, No. 237, 2018, pp. 129—139 (DOI: 10.1016/j.enggeo.2018.02.015)

9 Adamo N., AI-Ansari N., Sissakian V. K., Laue J., Knutsson S. Dam Safety: Use of instrumentation in Dams // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, Vol.11, No.1, 2020, pp. 145—202 (DOI: 10.47260/jesge/1115)

10 Adamo N., AI-Ansari N., Sissakian V. K., Laue J., Knutsson S. Dam Safety: Monitoring of Tailings Dams and Safety Reviews // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, Vol.11, No.1, 2020, pp. 249—289 (DOI: 10.47260/jesge/1117)

11 Максимов Д. А. Индикаторы наличия в теле насыпного гидротехнического сооружения локальных нарушений фильтрационной устойчивости // Проблемы недропользования. 2018. № 2 (17). С. 98—105. (DOI: 10.25635/2313—1586.2018.02.098)

12 Калашник А. И., Запорожец Д. В., Лебедик А. В. Мониторинг строительства и эксплуатации ограждающих дамб хвостохранилища ГОК «Олений ручей» // Мониторинг природных и техногенных процессов при ведении горных работ: Сб. докл. Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием, 24—27 сентября 2013 г. Апатиты, 2013. С. 188—193.

13 Дьяков А. Ю. Георадар как инструмент для решения горных задач // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. № 12—1(39). С. 64—68. (DOI: 10.24411/2500—1000—2019—11846)

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.